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QUALIDADE DE GOIABA (Psidium guajava L.) SUBMETIDA AOS PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO POR IMERSÃO–
IMPREGNAÇÃO E SECAGEM POR CONVECÇÃO
VALÉRIA APARECIDA VIEIRA QUEIROZ
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE
DARCY RIBEIRO – UENF
CAMPOS DOS GOYTACAZES - RJ
OUTUBRO – 2006
QUALIDADE DE GOIABA (Psidium guajava L.) SUBMETIDA AOS PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO POR IMERSÃO–
IMPREGNAÇÃO E SECAGEM POR CONVECÇÃO
VALÉRIA APARECIDA VIEIRA QUEIROZ
Tese apresentada ao Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias da Universidade Estadual do Norte Fluminense - Darcy Ribeiro, como parte das exigências para obtenção do título de Doutor em Produção Vegetal.
Orientador: Prof. Pedro Amorim Berbert
CAMPOS DOS GOYTACAZES – RJ OUTUBRO – 2006
QUALIDADE DE GOIABA (Psidium guajava L.) SUBMETIDA AOS PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO POR IMERSÃO–
IMPREGNAÇÃO E SECAGEM POR CONVECÇÃO
VALÉRIA APARECIDA VIEIRA QUEIROZ
Tese apresentada ao Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias da Universidade Estadual do Norte Fluminense - Darcy Ribeiro, como parte das exigências para obtenção do título de Doutor em Produção Vegetal.
Aprovada em 10 de outubro de 2006 Comissão examinadora:
_________________________________________________________________
Professora Enilce Maria Coelho D.S., Engenharia Agrícola – UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
_________________________________________________________________
Professor Geraldo de Amaral Gravina D.S., Fitotecnia – UENF
_________________________________________________________________
Professora Marília Amorim Berbert de Molina D.S., Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica – UENF
______________________________________________________________ Professor Pedro Amorim Berbert Ph.D., Engenharia Agrícola – UENF
Orientador
ii
AGRADECIMENTOS
A Deus que me concedeu o dom da vida, a saúde e a coragem para realizar
o trabalho.
Aos meus queridos pais Joaquim (in memoriam) e Cacilda, pelo amor e pela
educação.
Ao meu esposo Luciano, aos meus filhos Ana Luisa, Marina e Ramon, aos
meus irmãos e aos meus sobrinhos, pelo amor, carinho e compreensão, sempre.
À Universidade Estadual do Norte Fluminense, ao Programa de Pós-
graduação em Produção Vegetal, ao Centro de Ciências e Tecnologias
Agropecuárias e ao Laboratório de Engenharia Agrícola, pela oportunidade de
realização do curso.
À Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio
de Janeiro (FAPERJ), pela concessão da bolsa de estudo.
Ao professor Pedro Amorim Berbert, pela confiança e por seus ensinamentos
sempre oportunos.
À professora Maríla Amorim Berbert de Molina pela co-orientação, confiança
e pelas palavras de apoio e coragem nos momentos difíceis.
Ao professor Geraldo de Amaral Gravina, pelas sugestões e participação na
banca examinadora.
Aos professores e irmãos de fé, Enilce Maria Coelho, Fábio Cunha Coelho e
Rita da Trindade Ribeiro Nobre, pela amizade, incentivo, sugestões e orações.
iii
À professora Cláudia Dolinski, pelo apoio técnico e amizade e aos
produtores de goiaba da Associação de Produtores de Goiaba de Cachoeiras de
Macacu – Goiacam, sempre tão solícitos na doação das goiabas para a
realização de todo o experimento.
À empresa Dulcini S.A., pela doação do açúcar invertido e, em especial, ao
Sr. Edésio L. Santos, pelo apoio técnico.
À empresa Attivos Magisttrais, pela doação do edulcorante sucralose.
Aos técnicos José Accácio da Silva (LFIT), Cláudio Lombardi (LZNA) e Sílvia
(LTA), pela colaboração nos trabalhos de laboratório. À Sandra e Ana Maria,
companheiras do LEAG.
Ao padre Paulo Vicente Ribeiro Nobre, pela orientação espiritual.
Aos amigos de Campos, Jacqueline e Carlos, Fabiana e Ernandes, João e
Marta, Ricardo (in memoriam) e Beth, pela amizade, carinho e paciência.
iv
SUMÁRIO
Página
RESUMO.................................................................................................... vii
ABSTRACT................................................................................................. x
1. INTRODUÇÃO........................................................................................ 1
2. REVISÃO DE LITERATURA................................................................... 6
2.1. Aspectos culturais e nutricionais da goiaba......................................... 7
2.2. A secagem como forma de preservar e de agregar valor aos alimentos..............................................................................................
10
2.3. O processo de desidratação osmótica como alternativa aos métodos convencionais de secagem de frutas...................................................
12
2.3.1. Mecanismos básicos do processo.................................................... 13
2.3.2. Vantagens e aplicações.................................................................... 15
2.3.3. Variáveis do processo....................................................................... 18
2.3.4. Parâmetros cinéticos do processo.................................................... 26
2.3.5. Atributos de qualidade de alimentos processados............................ 27
2.3.6. Limitações do processo.................................................................... 30
3. MATERIAL E MÉTODOS........................................................................ 32
3.1 Obtenção das frutas e preparo das amostras....................................... 32
3.2 Branqueamento e tratamento com ácido ascórbico.............................. 34
3.3 Desidratação dos frutos........................................................................ 34
3.3.1 Desidratação por Imersão e Impregnação (DII)................................. 34
3.3.2. Secagem por convecção forçada..................................................... 37
v
3.4 Cinética da desidratação osmótica....................................................... 39
3.4.1 Determinações da perda de água (ω), ganho de sólidos (δ) e da redução da massa (µ).......................................................................
39
3.5 Análises físicas, químicas e físico-químicas......................................... 40
3.5.1 Massa e dimensão dos frutos............................................................ 41
3.5.2 pH....................................................................................................... 41
3.5.3 Acidez total titulável (ATT)................................................................. 41
3.5.4 Sólidos solúveis totais (SST)............................................................. 42
3.5.5 Composição centesimal..................................................................... 42
3.5.5.1 Teor de água................................................................................... 42
3.5.5.2 Proteínas......................................................................................... 43
3.5.5.3 Lipídios (extrato etéreo).................................................................. 43
3.5.5.4 Cinzas............................................................................................. 44
3.5.5.5 Fibras (FDN - Fibra Detergente Neutro)......................................... 44
3.5.5.6 Carboidratos.................................................................................... 44
3.5.6 Minerais.............................................................................................. 45
3.5.7 Ácido ascórbico.................................................................................. 45
3.5.8 Cor (Parâmetros L, a, b e ºh)............................................................. 46
3.6 Análise sensorial................................................................................... 47
3.6.1 Teste de aceitação............................................................................. 47
3.6.2 Teste de intenção de compra............................................................. 49
3.7 Análises estatísticas.............................................................................. 49
3.7.1 Cinética da DII e análises físico-químicas......................................... 49
3.7.2 Análise sensorial................................................................................ 50
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................. 52
4.1. Caracterização físico-química da fruta in natura.................................. 52
4.2. Cinética da desidratação por imersão-impregnação............................ 53
4.2.1 Perda de água e ganho de sólidos.................................................... 58
4.2.2 Redução de massa............................................................................ 61
4.3. Teor de sólidos solúveis (°Brix)............................................................ 62
4.3.1. Nos pedaços de goiaba.................................................................... 62
4.3.2. Nas soluções osmóticas................................................................... 64
4.4 Acidez e pH........................................................................................... 65
4.5. Composição centesimal....................................................................... 68
vi
4.6. Teores de minerais.............................................................................. 73
4.7. Teor de vitamina C........................................................................... 81
4.7. Cor (Parâmetros L, a, b e ºh)............................................................... 88
4.7. Análise sensorial.................................................................................. 95
5. RESUMO E CONCLUSÕES................................................................... 100
5.1. Cinética da desidratação por imersão-impregnação............................ 101
5.2 Análises físicas, químicas e físico-químicas......................................... 101
5.2.1 Teor de sólidos solúveis..................................................................... 101
5.2.2 Teor de ácido cítrico........................................................................... 101
5.2.3 Composição centesimal..................................................................... 102
5.2.4 Teores de minerais............................................................................ 102
5.2.5 Teor de vitamina C............................................................................. 102
5.2.6 Parâmetros de cor (L, a, b e ºh)......................................................... 103
5.3 Análise sensorial................................................................................... 104
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................ 105
APÊNDICE.................................................................................................. 117
vii
RESUMO
QUEIROZ, Valéria Aparecida Vieira; D.S.; Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro; Outubro de 2006. QUALIDADE DE GOIABA (Psidium guajava L.) SUBMETIDA AOS PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO POR IMERSÃO–IMPREGNAÇÃO E SECAGEM POR CONVECÇÃO. Professor orientador: Pedro Amorim Berbert. Professora conselheira: Marília Amorim Berbert de Molina. Este trabalho foi realizado no Laboratório de Engenharia Agrícola (LEAG) do
Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias (CCTA), Universidade Estadual
do Norte Fluminense Darcy Ribeiro – UENF, Campos dos Goytacazes, RJ, com o
objetivo de avaliar as qualidades nutricional e sensorial e propriedades físico-
químicas de goiabas (Psidium guajava L.) submetidas aos processos de
desidratação por imersão-impregnação (DII) e secagem complementar por
convecção. Avaliou-se, também, a variação dos parâmetros que caracterizam a
DII em função do tempo de imersão, ou seja, a redução de massa, µ, a perda de
água, ω, e o ganho de sólidos, δ. Foram empregados dois tipos de soluto,
sacarose e açúcar invertido, sendo três níveis de concentração da solução de
sacarose (30, 50 e 70%) e duas condições para o açúcar líquido invertido, diluição
a 70% e xarope não diluído, com taxa de inversão superior a 90%. A solução de
sacarose a 30% continha, também, 0,025% de sucralose. Em todos os
procedimentos experimentais, a desidratação osmótica foi realizada em agitadora-
incubadora de bancada a 50 ºC e 60 min-1, empregando-se relação fruta:xarope
de 1:10 e tempo de imersão de 2 h. A secagem por convecção foi feita em
viii
camada delgada, a 60 ºC, utilizando secador do tipo gabinete com bandejas e
fluxo de ar tangencial a 1,25 m s-1. A caracterização físico-química da fruta foi
feita medindo-se os teores de sólidos solúveis (SST), ácido cítrico, minerais e
vitamina C e determinando-se sua composição centesimal, além do pH e de
parâmetros de cor. Os minerais avaliados foram o Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn. Todas
as determinações foram feitas em amostras da fruta in natura, depois do
branqueamento, da DII e da secagem por convecção. Além disso, para verificar o
efeito de condições de armazenamento sobre a estabilidade da vitamina C e a
manutenção da cor em goiabas desidratadas, amostras provenientes de todos os
tratamentos foram embaladas em sacos de polipropileno e estocadas a vácuo por
60 dias a 7 e 25 ºC. As variáveis experimentais foram medidas utilizando-se frutos
do cultivar Pedro Sato, cortados de forma a produzir amostras correspondentes a
1/8 do fruto inteiro. Além daqueles mencionados, houve também o tratamento
controle, que consistiu na secagem das amostras inteiramente por convecção, ou
seja, sem o pré-tratamento osmótico. O experimento foi realizado de acordo com
o delineamento experimental em blocos casualizados, em arranjo fatorial
(tratamentos x etapas de amostragem) com três repetições. A solução de açúcar
invertido sem diluição promoveu os maiores valores de µ, ω e δ ao longo da DII.
Elevando-se a concentração de sacarose de 30 para 70% houve aumento tanto
de ω quanto de δ. A solução de sacarose a 50% apresentou melhor desempenho
que a 70% e a 30%. Na DII, as amostras apresentaram aumento nos SST e
redução dos teores de ácido cítrico, sem alterações significativas no pH. Houve
aumento dos teores de carboidratos, propiciando a redução percentual de
proteínas, lipídios, fibras e cinzas. A sucralose proporcionou redução de 35% de
carboidratos no produto final em relação à sacarose a 50%. Verificou-se redução
nos teores de minerais no intervalo de 20 a 64% e perdas não significativas de
ácido ascórbico, exceto no tratamento com açúcar invertido sem diluição, na
etapa de DII. Houve diminuição nos níveis de vitamina C no intervalo de 32 a 68%
depois da secagem por convecção, de 58 a 82% e de 70 a 86% no
armazenamento a 7 e 25 ºC, respectivamente. A etapa osmótica melhorou a
retenção de ácido ascórbico no processo de secagem por convecção. Todos os
tratamentos promoveram controle efetivo na estabilidade da cor das amostras,
não se verificando diferença nos parâmetros L, a, b e ºh ao final da DII, o que não
ocorreu nas etapas subseqüentes. Por meio de contrastes, observou-se que as
ix
amostras que não foram pré-desidratadas apresentaram maiores valores dos
parâmetros L, b e ºh e menor valor de a, ou seja, tornaram-se menos vermelhas e
mais amarelas, portanto, mais claras em relação às demais durante o
armazenamento. Quanto à aparência, sabor e textura, as amostras não pré-
tratadas osmoticamente não foram aceitas e aquelas pré-desidratadas por
osmose foram igualmente aceitas em todos os atributos analisados.
x
ABSTRACT
QUEIROZ, Valéria Aparecida Vieira; D.S.; Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro [Northern Rio de Janeiro State University]; October 2005. Quality of guava (Psidium guajava L.) as affected by the dewatering and impregnation soaking process followed by convective drying. Supervised by Pedro Amorim Berbert, Ph.D., and co-supervised by Dr. Marília Amorim Berbert de Molina. This work was carried out at the Agricultural Engineering Laboratory, Animal and
Agricultural Sciences and Technologies Centre, Universidade Estadual do Norte
Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), Campos dos Goytacazes, RJ, Brazil, with the
object of assessing nutritional and sensory qualities and physiochemical properties
of guavas (Psidium guajava L.) submitted to the combined processes of
dewatering and impregnation soaking (DIS) and convective drying. Variation on
the parameters which characterize the DIS process, i.e., weight reduction µ, water
loss ω, and solids gain δ, as a function of soaking time, were also investigated.
The experiment was performed employing two types of solute, sucrose and liquid
invert sugar. Sucrose solutions, made with distilled and deionised water, were
obtained at three levels, namely 30, 50 and 70% by weight, whereas 90% invert
sugar was employed as a 70% diluted solution and as undiluted invert sugar
syrup. 30% sucrose solution also contained 0.025% sucralose. In all experimental
tests, osmotic dehydration was performed in shakers operating at 50 ºC and 60
min-1, employing a single fruit to syrup ratio, 1:10, and one level of immersion time,
xi
2 h. Thin-layer convective drying was performed in a tray cabinet dryer employing
tangential flow at 1.25 m s-1. Fruit physiochemical characterisation was
accomplished by measuring the amount of total soluble solids, citric acid, minerals,
and vitamin C, proximate composition, pH and colour parameters. Minerals
evaluated were Na, K, Ca, Mg, Zn and Mn. Values of all variables studied were
assessed in fresh fruit, and after bleaching and DIS processes, and at the end of
the convective drying. In order to verify the effect of storage conditions on vitamin
C and colour stabilities, samples subjected to all treatments were vacuum-packed
in polypropylene bags and stored for 60 days at 7 and 25 ºC. Fruit samples
consisted of pieces of guava corresponding to 1/8 of the whole fruit. The control
treatment consisted of drying the samples entirely by convection, i.e., without the
osmotic pre-treatment. The experiment was set up according to a randomised
complete-block design with factorial treatments (dehydration and process steps) in
four replications. It has been noticed that the highest values of µ, ω and δ occurred
when guava samples were immersed in undiluted invert liquid sugar. Increasing
sucrose solution concentration from 30 to 70% also increased the values of ω and
δ. For the conditions studied, 50% sucrose solutions promoted the best DIS
process efficiency. Regarding the physiochemical properties, the DIS process
increased total soluble solids, decreased citric acid content, and maintained the
original value of pH. The results also showed an increase in carbohydrates,
prompting reductions in the percentages of proteins, lipids, fibers, and ash. The
addition of sucralose to the 30% sucrose solution resulted in a 35% reduction of
carbohydrates in the samples as compared to the amount present on guava
pieces immersed in the 50% sucrose solution. Results indicated reductions in the
range from 20 to 64% in the amount of the studied minerals, and negligible losses
of vitamin C but in the treatment with undiluted liquid invert sugar at the end of the
DIS process, as compared to the amount found in fresh fruits. Convective drying
promoted losses of vitamin C in the range from 32 to 68%. The corresponding
ranges of losses for storage at 7 and 25 ºC were 58 to 82% and 70 to 86%,
respectively. However, it has been noticed that fruit submitted to the osmotic
process revealed a better retention of vitamin C at the end of convective drying.
All DIS treatments were effective in preserving the original colour of guava
samples, keeping the colour parameters, L, a, b (Hunter), and ºh. However, colour
degradation was observed after convective drying and during storage. Statistical
xii
analysis through orthogonal contrasts showed that samples dried solely by
convection presented higher values of L, b, and ºh and smaller values of a. These
results indicated that convective dried guava became less red and more yellow
immediately after drying, maintaining some degree of discoloration during storage.
1. INTRODUÇÃO
O declínio da atividade canavieira, que por muitas décadas representou a
principal fonte de riquezas do Norte Fluminense, tem propiciado a diversificação
agrícola na região. Além dos aspectos ecológicos, climáticos e topográficos
favoráveis, nos últimos anos a fruticultura tem-se expandido na região graças ao
financiamento subsidiado do governo do Estado através do Programa Frutificar.
Este programa empresta recursos a uma taxa de 2% ao ano, sem correção
monetária, e também garante a comercialização junto às agroindústrias e
comerciantes da CEASA do Rio de Janeiro, grande centro consumidor (SEAAPI,
2005).
Ponciano et al. (2004) determinaram a viabilidade econômica da produção
de frutas na região Norte do Estado do Rio de Janeiro. Os resultados da pesquisa
mostraram que a fruticultura pode ser uma boa alternativa para a região. Dentre
as culturas analisadas, as que sobressaíram, por apresentarem maiores taxas
internas de retornos foram o maracujá, a graviola, o abacaxi, a pinha, a goiaba
Ogawa para consumo in natura, a goiaba Paluma para indústria, o coco, a banana
Prata, a tangerina, a manga Ubá para indústria e a manga Tommy Atkins para
consumo in natura. Segundo estes autores, a localização geográfica dos
municípios estudados (Campos dos Goytacazes, São Francisco de Itabapuana,
São João da Barra e Quissamã) permite aos agricultores almejar os mercados
dos grandes centros consumidores das regiões metropolitanas do Rio de Janeiro
e Espírito Santo.
2
Segundo o informativo Agrianual (2002), o Brasil foi, em 2001, o segundo
produtor mundial de goiaba, com um volume de produção de cerca de 300 mil
toneladas. Dados do Institututo Brasileiro de Geografia e Estatística-IBGE (2006)
mostram que a produção nacional em 2004 foi de 408.283 t, tendo o Estado do
Rio de Janeiro contribuído com 9.319 t. Deste total, 2.335 t foram provenientes da
região Norte Fluminense.
A goiaba é uma fruta de clima tropical que destaca-se por suas
extraordinárias propriedades sensoriais, pelo alto valor nutritivo, alto rendimento
por hectare e elevado rendimento em polpa, apresentando, portanto,
características adequadas à aplicação industrial (Carvalho, 1994). Além da
grande aceitação para consumo in natura, a fruta é utilizada na fabricação de
doces, compotas e geléias, sendo também empregada, na forma de polpa
processada, como ingrediente na indústria de sorvetes, flans e outras
sobremesas. Ressalta-se, entretanto, seu curto período de conservação, que
implica na necessidade de rápida comercialização ou processamento depois da
colheita (Durigan, 1997).
A secagem ou desidratação é uma técnica utilizada desde a antiguidade
para a conservação de alimentos, uma vez que a água afeta de maneira decisiva
o tempo de preservação dos produtos, influenciando diretamente sua qualidade e
durabilidade (Lenart, 1996; Grensmith, 1998). A remoção parcial ou total de água
de um alimento implicará na inibição do crescimento microbiano, na prevenção de
reações bioquímicas responsáveis pela deterioração e em menores custos de
transporte, embalagem e estocagem, constituindo um método importante para
prolongar a vida útil de diversos produtos (Bolin et al., 1983; Park et al., 2002).
Apesar dos aspectos positivos, a remoção de água pode alterar as
características sensoriais e o valor nutricional dos alimentos, sendo a intensidade
das alterações dependente das condições empregadas no processo de secagem
e das características próprias de cada produto. As técnicas convencionais de
secagem, que utilizam altas temperaturas, levam, freqüentemente, a alterações
que resultam na diminuição da qualidade final de produtos secos, como
modificações na textura, na reidratabilidade e na aparência do alimento (Nijhuis et
al., 1998). Frutas desidratadas devem preservar o “flavor” e a cor original,
devendo também, preferencialmente, estar livres de antioxidantes ou outros
3
compostos químicos e apresentar textura semelhante ao do produto fresco
(Maltini et al., 1993).
A desidratação osmótica, também denominada Desidratação por Imersão e
Impregnação (DII), consiste na remoção parcial de água do alimento por meio de
seu contato direto com uma solução hipertônica. É considerada como uma etapa
de pré-tratamento, uma vez que é seguida por processos complementares como,
por exemplo, secagem com ar quente ou congelamento (Torregiani, 1993;
Lazarides, 1994). Segundo diversos autores (Torreggiani, 1993; Raoult-Wack,
1994; Lenart, 1996; Escriche et al., 2002), a DII favorece a obtenção de produtos
com qualidades sensorial e nutricional superiores às de produtos desidratados
unicamente por secagem por convecção, uma vez que as mudanças físicas,
químicas e biológicas provocadas pelas altas temperaturas empregadas nos
secadores ocorrerão em menor intensidade.
No processo de DII, a complexa estrutura da parede celular dos tecidos dos
vegetais age como uma membrana semipermeável, não completamente seletiva
aos íons e compostos presentes tanto na solução osmótica quanto no interior do
alimento (Lenart e Piotrowski, 2001). Estabelece-se, desta forma, um fenômeno
caracterizado por três tipos de fluxo durante o período em que o alimento está
imerso na solução osmótica: fluxo de água do produto para a solução, fluxo de
soluto da solução para o produto, e fluxo de solutos naturais do produto (ácidos
orgânicos, minerais, vitaminas, etc) para a solução (Raoult-Wack, 1994). Este
terceiro tipo de transferência de massa, embora quantitativamente negligenciável
quando comparado aos outros dois, desperta interesse pela possibilidade de,
eventualmente, afetar as características sensoriais e nutricionais do produto final
(Raoult-Wack, 1994; Torreggiani, 1993; Lazarides et al., 1995). Segundo Dalla
Rosa e Giroux (2001), embora alguns componentes de frutas e hortaliças,
principalmente pigmentos, ácidos orgânicos e proteínas, sejam lixiviados para a
solução durante o tratamento osmótico, poucos trabalhos têm sido realizados na
tentativa de identificar e quantificar aqueles que, efetivamente, são perdidos para
o meio osmótico. Há também escassez de dados em relação à composição
nutricional final de alimentos desidratados por DII, uma vez que o produto adquire
formulação específica depois do processo, como resultado da impregnação do
soluto utilizado na solução hipertônica e da saída de componentes solúveis do
alimento para o meio (Lenart, 1996; Torreggiani, 1993). Informações a respeito da
4
composição de alimentos, tanto em relação ao teor de nutrientes quanto de não-
nutrientes, são de fundamental importância para uma série de questões
relacionadas ao seu aspecto nutricional, como a avaliação da ingestão diária, a
avaliação das necessidades nutricionais da população, o planejamento de
refeições, o cálculo de dietas terapêuticas, dentre outros (Mahan e Escoott-
Stump, 2002).
A partir de Ponting et al. (1966), observa-se um incremento nas pesquisas
sobre o processo de desidratação de alimentos por imersão-impregnação, as
quais concentram-se, principalmente, no estudo da influência das principais
variáveis do processo sobre a transferência de massa e a qualidade do produto
processado (Torregiani, 1993; Raoult-Wack, 1994). Dentre as variáveis avaliadas,
a composição e a concentração da solução osmótica têm mostrado ser
determinantes para o resultado do processo (Torreggiani, 1993).
Os minerais apesar de constituírem apenas 4% do organismo humano, são
essenciais à manutenção de várias funções de grande importância fisiológica e os
resultados da ausência destes são severos no organismo humano. Além de
outros, o cálcio, o sódio, o potássio e o magnésio são considerados
macronutrientes e o Zn e o Mn, micronutrientes (Mahan e Escoot-Stump, 2002).
O cálcio é o mineral mais abundante no organismo humano, onde cerca de
99% encontra-se nos ossos, juntamente com o fósforo na proporção de 2:1
(Sgarbieri, 1987). O cálcio desempenha papel relevante numa série de processos
fisiológicos e bioquímicos essenciais, tais como coagulação sanguínea,
excitabilidade neuromuscular, adesividade celular, transmissão dos impulsos
nervosos, manutenção das membranas celulares, ativação das reações
enzimáticas e modulação da ação de vários hormônios (Smith et al., 1988; Allen e
Wood, 1994; Arnaud e Sanchez, 1997). O magnésio é necessário para a ação
catalítica de todas as enzimas que transferem radical fosfato de um substrato
para outro; é ativador das reações enzimáticas de descarboxilação oxidativa de a-
cetoácidos e das reações das transcetolases no ciclo das pentoses-P; é
importante na síntese de AMP cíclico e na biossíntese de proteínas e
desempenha papel relevante na transmissão do impulso nervoso e na atividade
neuromuscular (Sgarbieri, 1987). O potássio e o sódio são os principais cátions
intra e extracelular, respectivamente. O potássio participa do metabolismo de
proteínas e de carboidratos (Sgarbieri, 1987; Mahan e Escoot-Stump, 2002) e é
5
necessário para ativação de enzimas como a piruvato quinase e a piruvato
carboxilase. O sódio tem função importante na regulação do pH e é necessário
para muitos sistemas de transporte de aminoácidos, glicose e outros íons através
da membrana (Brody, 1994). O potássio e o sódio estão envolvidos na
manutenção dos equilíbrios hídrico, osmótico e ácido-básico (Mahan e Escoot-
Stump, 2002).
A vitamina C (ácido ascórbico) é um nutriente solúvel em água essencial ao
organismo humano. O ácido ascórbico desempenha grande número de funções
em reações e processos celulares, atuando como cofator na biosíntesse
enzimática do colágeno, carnitina, catecolaminas, hormônios neuropeptídeos e
ácidos biliares. Além de cofator enzimático, age, ainda, no metabolismo da
fenilalanina e da tirosina e nos processos de óxido-redução como na redução do
Fe+++ em Fe++, aumentando assim, sua biodisponibilidade na absorção intestinal
(Padh, 1991; Franco, 2001). A diminuição da concentração sérica de ácido
ascórbico está associada a problemas neurológicos e à doenças. Uma das
funções do ácido ascórbico que mais têm sido destacadas no momento, é a de
prevenção contra os efeitos deletérios dos oxidantes, sendo capazes de reduzir
as espécies reativas de oxigênio e nitrogênio em moléculas estáveis (Richardson
e Rosenfeld, 2002).
A estabilidade do ácido ascórbico é marcadamente influenciada por
variáveis como temperatura, luz, oxigênio e íons metálicos. Considera-se,
geralmente, que se esta vitamina tiver sido adequadamente retida no alimento
durante o processamento, outros nutrientes também o foram, sendo sua
presença, desta forma, considerada como um parâmetro da qualidade nutricional
do alimento processado (Uddin et al., 2002).
O presente trabalho teve como objetivo avaliar as qualidades nutricional e
sensorial e algumas características físico-químicas de goiabas submetidas aos
processos de desidratação por imersão-impregnação e secagem complementar
por convecção. Para tanto, determinou-se as alterações nos teores de Na, K, Ca,
Mg, Zn e Mn, e de vitamina C, em diversas etapas do pré-processamento
osmótico em soluções de sacarose e de açúcar invertido. Avaliou-se, também, a
estabilidade do ácido ascórbico imediatamente depois da secagem por convecção
e ao final de 60 dias de armazenamento à temperatura ambiente e sob
refrigeração.
6
2. REVISÃO DE LITERATURA
O Brasil é um dos três maiores produtores mundiais de frutas, com produção
anual que supera 38 milhões de toneladas. A base agrícola da cadeia produtiva
das frutas abrange 2,3 milhões de hectares e gera seis milhões de empregos
diretos (2 a 5 pessoas por hectare). O valor bruto da produção de frutas atingiu
em 2003 cerca de 12,3 bilhões de reais, 13% do valor da produção agrícola
brasileira. Para cada 10.000 dólares investidos em fruticultura, três empregos
diretos permanentes e dois empregos indiretos são gerados (IBRAF, 2006).
O consumo de frutas frescas vem aumentando em todo o mundo, em
decorrência de uma série de fatores que levam a modificações nos hábitos
alimentares, como campanhas publicitárias sobre os benefícios do consumo de
frutas e hortaliças e maior cuidado com a saúde e aspectos nutritivos dos
alimentos. No Brasil, o comércio de frutas frescas é limitado pela perecibilidade
destes alimentos, distância do mercado consumidor, produção concentrada em
uma determinada época do ano, má conservação das estradas, alto custo do
transporte frigorificado, inexistência de uma cadeia ininterrupta de frio, entre
outros. A importação mundial de frutas frescas foi de 223.492.000 t em 2002, no
valor de US$ 280.730.000. Os maiores importadores em volume foram, a China, a
Rússia, a Alemanha e a Malásia e em valor, o Reino Unido, os EUA, a Alemanha
e a China. O Brasil importou em 2002 172.000 t de frutas desidratadas, no valor
de US$ 738.000, e exportou 12.000 t no valor de US$ 42.000. Sendo assim, o
7
Brasil importa mais frutas desidratadas do que exporta, apesar de ser um grande
produtor de frutas (Rodrigues, 2004).
As frutas são fontes das vitaminas C e A (Mahan e Escoott-Stump, 2002), de
minerais, como o potássio e o cobre (Queiroz et al., 2006) e fibras solúveis
(Weisburger, 2000). Além disso, contêm várias substâncias “não nutricionais”
como os carotenóides, flavonóides, curcumina, dentre outros, de vital importância
para a saúde humana (Bianchi e Antunes, 1999; Kris et al., 2002). Os
carotenóides, por exemplo, funcionam como quelantes do oxigênio singlet
(espécie reativa de oxigênio), como antioxidantes, na ativação gênica e nos
processos imunes como modulador de lipoxigenases. Estudos bioquímicos e
epidemiológicos indicam que os carotenóides exercem efeitos protetores na
prevenção do câncer, doenças cardiovasculares, cataratas, doenças neurológicas
e inflamatórias e desordens do sistema imune (Wilberg e Rodriguez-Amaya, 1995;
Setiawan et al., 2001; Reddy et al., 2003).
Apesar de a produção brasileira de frutas alcançar o terceiro lugar no
mundo, o consumo “per capita” no Brasil ocupa apenas o décimo lugar, com um
total de 57 kg/ano. Já a Espanha, Itália e Alemanha consomem anualmente o
dobro do verificado no Brasil. Países como França, EUA e Japão também ficam
bem abaixo da média dos maiores consumidores, indicando potencial de
ampliação do mercado mundial de frutas (IBRAF, 2006).
2.1. Aspectos culturais e nutricionais da goiaba
A goiaba, Psidium guajava L., pertence a família Myrtaceae, da ordem
Myrtiflorae (Myrtales), à qual é composta por mais de 100 gêneros e
aproximadamente 3.000 espécies, distribuídas por todas as regiões tropicais e
subtropicais do globo terrestre, abrangendo principalmente a América e a
Austrália (Joly, 1977).
Apesar de ser classificada como planta de clima tropical, a goiabeira possui
grande capacidade de adaptação a variados tipos de solo e de condições
climáticas, podendo ser cultivada em regiões de clima subtropical ou de clima frio,
com ou sem a ocorrência de geadas de curta duração (Medina, 1978; Manica et
al., 2000).
8
O Brasil foi o segundo produtor mundial de goiaba em 2002, com um volume
anual de 300 mil toneladas, sendo 170 mil toneladas destinadas ao consumo in
natura. Os Estados com as maiores médias de produção neste mesmo ano foram
São Paulo, Pernambuco, Minas Gerais, Rio Grande do Sul, Mato Grosso, Paraíba
e Rio de Janeiro (AGRIANUAL, 2002). A Tabela 1 apresenta dados quantitativos
da produção de goiaba no País, no Estado do Rio de Janeiro, na região Norte
Fluminense e no município de Campos dos Goytacazes, no ano de 2004 (IBGE,
2006).
Tabela 1 - Dados da produção de goiaba em 2004
Local Produção (t) Brasil 408.283 Estado do Rio de Janeiro 9.319 Região Norte Fluminense 2.335 Campos dos Goytacazes 2.285
Fonte: Adaptado de IBGE (2006)
No Estado do Rio de Janeiro, mais de 300 produtores dedicam-se à
atividade, sendo 33,5% na região metropolitana, 44,8% no Norte-Noroeste
Fluminense e 21,7% nas demais regiões. Os municípios de Itaguaí e São
Francisco do Itabapoana produziram cerca de 51% da oferta estadual no ano de
1997. As mais altas produtividades, superiores a 34 mil kg.ha-1, foram obtidas, no
mesmo ano, nos municípios de São Francisco do Itabapoana e São João da
Barra. Coube ao município de Cachoeiras de Macacu, na Baixada Litorânea, a
condição de maior fornecedor da CEASA-RJ, o qual contribuiu com mais de 50%
(483.536 caixas de 4 kg) do total produzido no Estado. A fruta é aproveitada de
várias formas incluindo a fabricação caseira de doces, geléias e licores, o que
agrega valor ao produto (Ide et al., 2001).
Segundo Kavati (1997), o cultivar Pedro Sato é o mais difundido atualmente
no Estado de São Paulo para consumo como fruta fresca. Escolhida por
agricultores do Estado do Rio de Janeiro, esta variedade se destaca por possuir
frutos grandes e película rugosa. O formato é oblongo, a polpa é rosada, espessa
e firme, possuindo poucas sementes (Pereira, 1995). Dependendo do cultivar,
algumas goiabas exibem, durante o amadurecimento, uma mudança da cor da
casca de verde para amarelo; em outras a cor permanece verde. A cor da polpa
9
muda de branca para creme, rosa amarelada, rosa intenso, ou rosa salmão. A
presença de carotenóides, licopeno e ß-caroteno pode influenciar a intensidade
da cor da polpa do fruto maduro (Ali e Lazan, 2001).
A qualidade da goiaba é influenciada pela variedade, pelas condições
edafoclimáticas e pelas práticas culturais. Manejos inadequados na colheita e na
pós-colheita aceleram os processos de senescência, afetando sensivelmente a
qualidade e limitando, ainda mais, o período de comercialização (Manica et al.,
2000). A goiaba é considerada fruto climatérico, exibindo intenso metabolismo,
com aumento típico da respiração e da produção de etileno durante o
amadurecimento (Ali e Lazan, 2001). Esta caracterísitca é responsável pela sua
alta perecibilidade, sendo a vida útil pós-colheita de apenas três dias quando a
fruta é mantida em ambiente a 25-30 oC (Durigan, 1997). De acordo com Tavares
(1993), apud Gonzaga Neto et al. (1999), de maneira geral, as temperaturas mais
adequadas para a conservação de goiaba situam-se na faixa de 7 a 10 oC. A safra
de goiabas concentra-se no período entre janeiro e fevereiro, havendo um
excedente não comercializado para consumo in natura, com conseqüente queda
dos preços no varejo. Desta forma, o processamento dos frutos excedentes da
produção pode tornar-se uma importante alternativa para o produtor que se
dedica a esta cultura (Brunini et al., 2003), uma vez que parte desta produção é,
muitas vezes, descartada.
Entre os frutos tropicais, a goiaba se destaca por sua excelente qualidade,
que pode ser atribuída a três fatores principais: (1) excelentes propriedades
sensoriais, que lhe conferem sabor e aroma característicos, tornando-a um dos
frutos mais adequados tanto para o consumo in natura quanto para a
industrialização; (2) alto rendimento em polpa de elevada qualidade industrial, que
permite o processamento dos frutos sob as mais diferentes formas e (3) elevado
valor nutritivo (Carvalho, 1994).
A goiaba é uma das melhores fontes de vitamina C, apresenta teores
superiores aos dos frutos cítricos, perdendo apenas para o camu-camu, a acerola
e o caju (Carvalho, 1994). De acordo com o cultivar, o local e o manejo, pode-se
encontrar de 55 a 1044 mg de ácido ascórbico 100 g-1 de polpa de goiaba
(Rathore, 1976 e Menzel, 1985, apud Brunini et al., 2003). Um único fruto de
cerca de 150 g é capaz de suprir a ingestão diária recomendada para vitamina C,
10
que, de acordo com o Intitute of Medicine dos EUA (IOM, 1999) é de 90 mg
diários para um homem adulto.
A goiaba é também considerada uma boa fonte de potássio e ótima fonte de
cobre. A goiaba vermelha apresenta teores de potássio e de cobre suficientes
para suprir cerca de 17% (230 mg 100 g-1) e 21% (0,13 mg 100 g-1),
respectivamente, das recomendações diárias (IOM, 1999) destes minerais na
porção alimentar de 150 g (uma unidade média) para um homem adulto. Ainda,
de acordo com o trabalho de Queiroz et al. (2006), esta fruta foi uma das que
apresentou os melhores resultados em relação aos minerais ferro e zinco entre 29
tipos de frutas analisados.
Com relação à concentração de carotenóides, a goiaba vermelha é
considerada uma das fontes mais importantes, principalmente em relação ao
licopeno, composto que corresponde a 86% do total dos carotenóides presentes
na fruta (62 µg g-1) (Padula e Rodriguez-Amaya, 1986). Uma goiaba média pode
suprir 100% da recomendação diária de licopeno, que segundo Rao e Shen
(2002), é de 5 a 10 mg. Evidências clínicas dão suporte à função do licopeno na
proteção contra uma gama de cânceres epiteliais e de próstata, especialmente
devido aos seus efeitos como antioxidante natural (Levy et al., 1995; Micozzi et
al., 1990).
De acordo com Gorinstein et al. (1999), o teor de fibra alimentar da goiaba é
considerado elevado (5,14 a 6,04 g 100 g-1 de fruta fresca), o que significa que
uma porção de 150 g fornece 36% do valor diário recomendado por The American
Diabetes Association, que é de 20 a 35 g/dia (Toeller, 2002). Esta propriedade
torna o fruto recomendável na dietoterapia de indivíduos com hipercolesterolemia,
Diabetes mellitus e obstipação intestinal (Toeller, 2002). Por possuir baixo teor
energético (52 kcal 100 g-1), proteico (0,81 g 100 g-1) e de lipídios (0,38 g 100 g-1),
pode ser utilizada também em dietas com restrição de calorias, de proteínas e de
lipídios, respectivamente.
2.2. A secagem como forma de preservar e de agregar valor aos alimentos
A secagem é uma das práticas mais antigas de conservação de alimentos,
mas somente foi adotada como tecnologia em escala industrial a partir da metade
do século XX (Greensmith, 1998). A secagem pode ser definida como o processo
11
de transferência de calor e massa entre o produto e o meio utilizado para secá-lo,
geralmente o ar (Silva, 1995), mas pode designar, também, qualquer método que
reduza a quantidade de água disponível em um alimento (Silva, 2000). Durante a
secagem, a retirada da umidade é obtida pela movimentação das moléculas de
água, decorrente de uma diferença de pressão de vapor d’água entre a superfície
do produto a ser secado e o ar que o envolve (Silva, 1995).
A prática da desidratação é considerada também uma maneira de reduzir os
custos com transporte, embalagem e estocagem de alimentos com alto teor de
água (Park et al., 2002). Em alguns casos, a desidratação de alimentos apresenta
a vantagem adicional de colocar ao alcance do consumidor uma maior variedade
de produtos alimentícios que podem ser disponibilizados fora da safra, como é o
caso das frutas secas (Fellows, 1994).
A secagem pode ser feita de forma natural, por exposição do alimento à luz
solar, ou artificial, que envolve a passagem de ar aquecido pelo alimento a ser
desidratado. Em grande escala, a secagem natural somente pode ser empregada
em regiões de clima quente e seco e livres de chuva durante o período da
colheita, o que limita sua aplicação a poucas regiões do mundo. O processo é
comum na Califórnia, nos EUA, Mendoza, na Argentina, Grécia, Turquia e nos
países do Mediterrâneo, onde o clima permite a secagem ao sol de ameixas,
figos, uvas, pêssegos, damascos, tâmaras, dentre outros. No Brasil, a dificuldade
de emprego deste processo reside no fato de a safra da maior parte das frutas
coincidir com o verão chuvoso. Do ponto de vista econômico, trata-se de um
processo de custo relativamente baixo, devido à simplicidade e à utilização de
uma fonte natural de energia, necessitando, porém, de grandes áreas e controle
de insetos e roedores. No caso da secagem artificial, há a necessidade de
controle de variáveis de processo, como temperatura, vazão e razão da mistura
do ar quente, o que representa alto consumo de energia elétrica, investimentos
em equipamentos e uso de mão-de-obra especializada. As vantagens estão
relacionadas à rapidez do processo, à menor área requerida e à qualidade do
produto final (Fonseca e Cantarelli, 1986).
De acordo com Lenart (1996), apesar das vantagens da desidratação, a
remoção de água de um alimento pode comprometer seus atributos sensoriais e
nutricionais. Dentre os problemas mais comuns estão a ocorrência de textura
lignificada, a baixa capacidade de reidratação e a perda das características
12
suculentas, no caso das frutas e vegetais frescos. Além destes, a cor e o aroma
podem ser negativamente afetados pelo processo. Por meio de métodos mais
sofisticados, como a liofilização, pode-se obter produtos de alta qualidade, mas o
processo apresenta o incoveniente de ter custo elevado. Segundo o autor, é
necessário, portanto, aprofundar os estudos sobre a secagem por convecção de
alimentos, bem como submeter a matéria-prima a um pré-tratamento, como forma
de reduzir as perdas nutricionais e sensoriais. Atenção especial tem sido dada à
obtenção de alimentos com teor intermediário de água (20 a 50% b.u.), com
atividade de água entre 0,65 e 0,85, de modo a produzir alimentos com vida de
prateleira mais estável, sem a necessidade de processamento subseqüente ou
submetido apenas a um tratamento mais brando.
2.3. O processo de desidratação osmótica como alternativa aos métodos
convencionais de secagem de frutas
O processo de desidratação osmótica foi primeiramente proposto por
James D. Ponting, em 1966. Seu trabalho estimulou outros grupos de pesquisa
em várias partes do mundo e, hoje, são descritos na literatura inúmeros trabalhos
dedicados ao tema (Raoult-Walk, 1994). Raoult-Walk e Guilbert (1990), apud
Torregiani e Bertolo (2001a), propuseram a denominação “Desidratação por
Imersão-Impregnação” (DII) como a mais adequada para designar o método.
De acordo com Lazarides et al. (1997) e Gianotti et al. (2001), este processo
tem sido considerado um pré-tratamento, visto que a redução da disponibilidade
de água no alimento não é, na maioria dos casos, suficiente para garantir a
estabilidade do produto durante a estocagem, havendo necessidade de emprego
de um processo subseqüente de estabilização. A secagem por convecção, o uso
de microondas, a liofilização ou o congelamento são alternativas de métodos
complementares à DII.
Geralmente, a desidratação osmótica envolve a remoção de quantidade
significativa de água do alimento, com incorporação limitada e controlada de
soluto, oposto às técnicas tradicionais de saturação, como salga, cristalização e
semicristalização, as quais favorecem a impregnação de soluto e limitam a saída
de água do produto. Na DII, a retirada parcial de água é obtida por imersão direta
do produto em soluções altamente concentradas, ocorrendo penetração da
13
substância osmoativa no alimento, com conseqüente alteração de sua
composição química. O processo tende ao equilíbrio de potencial químico entre a
solução osmoativa e o fluido celular (Torreggiani, 1993; Raoult-Wack, 1994;
Lazarides et al., 1997).
2.3.1. Mecanismos básicos do processo
Numa situação osmótica ideal, uma membrana semipermeável é permeável
às moléculas do solvente, mas não às do soluto. Em frutas ou vegetais, as
membranas adjacentes às paredes celulares são unidades biológicas vivas, as
quais podem encolher ou expandir-se sob a influência do crescimento da planta e
da pressão de turgor geradas no interior das células. Estas membranas permitem
que as moléculas do solvente migrem livremente para o interior da célula, mas
limitam a passagem das moléculas do soluto. Este tipo de membrana pode ser
classificado como de permeabilidade diferenciada, em lugar de semipermeável
(Bolin, 1983; Torreggiani, 1993).
Durante a imersão do alimento na solução concentrada, três tipos de
transferência de massa são verificados: (1) fluxo de água do produto para a
solução; (2) transferência de soluto da solução para o produto e (3) saída de
solutos do próprio alimento para a solução. Este último tipo é caracterizado pela
perda de compostos como açúcares, ácidos orgânicos, minerais, vitaminas e
outros para a solução osmótica (Figura 1).
Figura 1 – Fenômenos de transporte de massa durante o processo osmótico (Adaptado de Lenart,1996)
14
Tal perda pode ser considerada quantitativamente negligenciável, quando
comparada com a massa transferida por meio dos dois primeiros tipos de
transporte, mas é essencial para a qualidade sensorial e nutricional do produto
final (Torreggiani, 1993; Raoult-Wack, 1994).
Na desidratação osmótica a transferência de massa se dá de forma bastante
complexa, em função da estrutura também complexa dos tecidos da planta. O
fenômeno é essencialmente devido às diferenças entre os coeficiente de difusão
da água e açúcar, os quais estão relacionadas às suas dieferentes massas
molares (Torreggiani, 1993, Lazarides, 1994). O processo depende ainda do tipo
de tecido e das condições de processo, como temperatura, pressão, convecção e
interações de fluxo, as quais acontecem simultaneamente. O resultado é a
redução do teor de água com concomitante aumento da massa seca e mudança
na composição química (Lenart e Piotrowski, 2001). Segundo Torreggiani (1993),
o estádio de maturação, as condições de estocagem e os pré-tratamentos com
calor ou compostos químicos podem modificar a permeabilidade e a seletividade
dos tecidos vegetais, impedindo a migração de solutos do xarope osmótico para
dentro das células.
A taxa de desidratação osmótica é maior no início do processo, em
conseqüência da maior diferença entre a pressão osmótica da solução e do fluido
celular do material a ser desidratado, bem como da pequena resistência à
transferência de massa neste estágio do processo (Raoult-Wack, 1994; Lenart e
Piotrowsk, 2001).
Giangiacomo et al. (1987) relatam que a perda de água em frutas ocorre
principalmente durante as duas primeiras horas, enquanto Kowalska e Lenart
(2001) mostraram que em maçã, abóbora e cenoura, as maiores taxas de perda
de água e de ganho de sólidos ocorreram durante os primeiros 30 min do
processo.
Uma das principais características dos produtos sujeitos à desidratação
osmótica é a formação de uma camada superficial do soluto concentrado, com
espessura de 2 a 3 mm (Bolin et al., 1983; Raoult-Wack, 1994), enquanto
mudanças no teor de água são observadas a profundidades maiores que 5 mm
(Salvatori et al., 1999, apud Lewicki e Lukaszuk, 2000). Segundo Vial et al.
(1990), apud Raoult-Wack (1994), a formação de tal camada exerce um efeito
importante no controle da transferência de massa durante o processo, uma vez
15
que favorece a perda de água, limita a impregnação de soluto e reduz a perda de
solutos solúveis em água, como ácido ascórbico e frutose. Além disso, de acordo
com Raoult-Wack (1994), a presença da camada concentrada pode influenciar o
comportamento do produto durante o processo complementar de secagem ou
durante o armazenamento.
2.3.2. Vantagens e aplicações
Como pré-tratamento, os efeitos da desidratação osmótica estão
relacionados, principalmente, à melhoria de algumas propriedades nutricionais,
sensoriais e funcionais do produto (Torreggiani, 1993), mas o processo permite,
além disso, menor gasto de energia se comparado à secagem feita integralmente
por convecção (Bolin, 1983). Relatos na literatura mostram que parâmetros como
a cor, o “flavor” e a textura de frutas e vegetais sensíveis à secagem ao ar, à
desidratação a vácuo ou à liofilização foram melhorados quando uma etapa prévia
de tratamento osmótico foi utilizada (Lazarides et al., 1997; Torreggiani e Bertolo,
2001a). O uso de temperaturas moderadas de operação, bem como o fato de a
água ser removida do alimento sem que haja nenhuma mudança de fase,
contribui, também, para a melhoria da qualidade do produto final. Estruturas
celulares podem ser preservadas e os danos, pelo calor, sobre a cor e o “flavor”
são minimizados (Torreggiani, 1993; Raoult-Wack, 1994). O sabor de um produto
obtido por desidratação osmótica é mais suave e mais doce que o da matéria-
prima original, em função da absorção de açúcar e da difusão de parte das
substâncias de baixo peso molecular para fora do produto, juntamente com água
(Ponting et al., 1966; Torreggiani, 1993; Raoult-Wack, 1994; Lenart, 1996). Além
disso, este pré-tratamento melhora a textura e a estabilidade dos pigmentos
durante a secagem e o armazenamento do produto.
Reações de escurecimento enzimático e não enzimático em frutas, vegetais
e bebidas representam um dos principais problemas da indústria de alimentos
(Araújo, 1999), uma vez que a cor é considerada o atributo sensorial ou de
aceitabilidade mais importante dos produtos alimentícios. O escurecimento de
frutas é iniciado pela oxidação enzimática de compostos fenólicos, mediada por
um grupo de enzimas chamado polifenol oxidases, que inclui tironase,
polifenolase, fenolase, catecoloxidase, catecolase e creolase. A quinona é o
16
primeiro produto da reação, mas esta é rapidamente transformada em melanina,
pigmento escuro e insolúvel (Araújo, 1999). De acordo com Forni et al. (1997), o
escurecimento não enzimático, tanto aquele resultante da condensação de
açúcares redutores com aminoácidos ou aquele decorrente da conversão da
clorofila em feofitina, é responsável pela maior parte dos problemas de
escurecimento de frutas durante os processos de secagem convencional.
Segundo Ponting et al. (1966), a atividade da fenolase decresce rapidamente com
o aumento do teor de sólidos solúveis no meio, particularmente o de sacarose.
Durante a secagem, a atividade inicial da enzima é reduzida e finalmente
paralisada pelo aumento da concentração de solutos nos tecidos das plantas. A
entrada de açúcar, devido a ação protetora dos sacarídeos (Ponting et al., 1966),
evita ou reduz o uso de SO2 e aumenta a estabilidade dos pigmentos durante o
processamento e o subseqüente período de armazenagem (Maltini et al., 1993;
Torregiani, 1993), produzindo, assim, produtos mais naturais e de maior
aceitabilidade por parte dos consumidores.
Todas as reações químicas que levam à diminuição da qualidade de
alimentos, como o escurecimento, a perda de compostos voláteis ou o colapso
das células, são extremamente dependentes da temperatura e do teor de água
inicial do produto. Os solutos difundidos para a amostra retêm os componentes
voláteis em microregiões, tornando mais rápida a formação da camada seca e
menor difusão dos componentes de “flavor” na superfície de evaporação (Silveira
et al., 1996). Segundo Forni et al. (1987), aumentos do teor de sólidos solúveis
superiores a 25% melhoram significativamente a retenção de compostos voláteis
no produto. Em trabalho realizado com kiwis, os autores verificaram que o
tratamento osmótico à temperatura ambiente por 2 h, feito previamente ao
congelamento dos frutos, resultou em produtos de alta qualidade com relação à
cor e ao “flavor” naturais. A absorção de açúcar pelos frutos, em função da
pressão osmótica do meio, protegeu a cor do alimento durante mais de nove
meses sob armazenamento a -20 oC. Já a desidratação feita ao ar, a 45-50 oC,
levou a distorções consideráveis na cor e na consistência dos frutos, além de
redução de cerca de 50% da massa. Ao avaliar a desidratação osmótica de
maçãs, Krokida et al. (2000) verificaram que a porosidade dos frutos diminui
depois do processo, o que contribui para prevenir alterações de cor e, por outro
lado, aumentar a viscosidade do produto. Conforme Torreggiani (1993) e Maltini
17
et al. (1993), apesar da entrada de sólidos solúveis no alimento imerso em
solução osmótica levar a uma diminuição da atividade de água do produto, o
efeito sobre o teor de água é menor, resultando em um produto de consistência
agradável. A textura está mais associada à plasticidade e ao efeito da expansão
da água na pectina e na matriz celulósica dos tecidos das frutas que com a
absorção da água. A consistência depende, principalmente, da concentração de
sólidos insolúveis e do teor de água e não dos sólidos solúveis e da atividade de
água.
Em casos em que a desidratação por imersão-impregnação é seguida de
congelamento, os carboidratos utilizados no preparo das soluções osmóticas
funcionam como crioprotetores contra a formação de cristais de gelo, que
destroem a estrutura dos tecidos e a textura do produto final (BeMiller e Whister,
2000). Além de contribuir para a qualidade final do produto, a redução do colapso
estrutural devido à entrada de açúcares nos tecidos evita o encharcamento
durante o degelo (Torreggiani, 1993).
Em produtos desidratados por osmose seguida de secagem por convecção
ou liofilização, os açúcares, que são substâncias altamente higroscópicas
(BeMiller e Whister, 2000), contribuem para a manutenção da umidade e para o
aumento da taxa de reidratação do alimento. Exercem, ainda, um efeito protetor
da estrutura tecidual durante o processamento, limitando o colapso e a ruptura
celular (Torreggiani, 1993; Raoult-Wack, 1994). A capacidade de absorver água
combinada com a habilidade em retê-la é afetada pela integridade da membrana
celular depois do processamento (Willis e Teixeira, 1988). Segundo Ferrando e
Spiess (2001), a distribuição de fosfolipídeos e proteínas na membrana é
relacionada ao estado físico da água. Durante a desidratação, a deficiência de
água induz fosfolipídeos e proteínas a adotarem diferentes fases (isto é,
mudanças em sua orientação), incapacitando a membrana de recuperar suas
propriedades quando reidratadas. Os autores avaliaram o impacto de três
dissacarídeos, sacarose, maltose e trealose, sobre a epiderme de cebola tratada
por osmose e depois da reidratação. Maltose e a trealose mostraram efeito
protetor na membrana plasmática das células, mantendo suas propriedades como
barreira, enquanto trealose desempenhou papel fundamental durante a
reidratação, levando à maior taxa de turgescência.
18
Além de permitir a obtenção de produtos com qualidade superior, o consumo
de energia na desidratação osmótica é significativamente menor que nos
processos convencionais (Lenart, 1996). Representa, por exemplo, cerca de 25%
do gasto energético requerido para a remoção de água na secagem por
convecção em ar aquecido (Bolin et al., 1983). Venkatachalapathy e Raghavan
(1998) verificaram que a desidratação osmótica de blueberries anterior à
secagem, até teor de água de 15% b.u., resultou em economia de energia e em
redução do tempo na secagem, além de melhorar a qualidade dos frutos. Na
desidratação osmótica de goiabas seguida de secagem em estufa, Sousa et al.
(2003) observaram que o pré-tratamento com osmose a vácuo diminuiu o tempo
de secagem, reduzindo os gastos com o processo. De acordo com Raoult-Wack
(1994), a economia de energia pode ser obtida porque o produto é processado
em fase líquida, obtendo-se, geralmente, bons coeficientes de transferência de
calor e massa, além do fato de a água ser removida sem mudança de fase. A
redução do teor de água do alimento obtida na DII reduz a carga energética
necessária para seu congelamento, o que é de grande interesse das indústrias de
frutas e verduras congeladas, que consomem grande quantidade de energia para
congelar produtos frescos com altos teores de água. Outras vantagens de frutas
parcialmente desidratadas antes do congelamento incluem a economia com a
embalagem e com a distribuição (Torreggiani, 1993).
Para indivíduos que necessitam de dietas hipercalóricas, como é o caso
daqueles em tratamento de câncer, anorexia, AIDS e outros (Mahan e Escoott-
Stump, 2002), a impregnação de açúcares no produto representa uma vantagem
da desidratação por imersão-impregnação.
2.3.3. Variáveis do processo
O fenômeno de transferência de massa que acontece entre o produto e o
meio osmótico é amplamente afetado pelas variáveis do processo, as quais estão
associadas tanto à natureza da matéria-prima quanto às condições operacionais
empregadas. Interferem no desempenho da desidratação a espécie utilizada, a
variedade, o grau de maturação e a forma e tamanho do alimento a ser
desidratado, assim como a composição e a concentração da solução osmótica, a
temperatura e o tempo de contato da fração sólida com o xarope, a razão massa
19
do produto (fruta) / massa do meio (xarope) e a utilização ou não de pré-
tratamentos (Torregiani, 1993; Raoult-Wack, 1994; Lazarides, 1994; Rastogi et al.,
1997; Lenart e Piotrowsk, 2001). Park et al. (2002) afirmam que as justificativas
para o emprego da DII para a secagem de alimentos são tão numerosas quanto a
variedade de produtos passíveis de serem desidratados por este método.
A perda de água e o ganho de sólidos são principalmente controlados pelas
características da matéria-prima. A grande variabilidade observada entre frutas de
diferentes espécies está relacionada, especialmente, ao teor inicial de sólidos
solúveis e insolúveis, aos espaços intercelulares, à presença de gás, à proporção
entre as diferentes frações pécticas (pectina solúvel em água e protopectina), aos
níveis de gelificação da pectina (Torregiani, 1993), à capacidade de compactação
dos tecidos e atividade enzimática da fruta (Giangiacomo et al., 1987). Em
trabalho em que avaliaram a transferência de massa durante o pré-tratamento
osmótico de maçã, abóbora e cenoura, utilizando solução de sacarose a 61,5% e
temperatura de 30 ºC, Kowalska e Lenart (2001) atribuíram a variação observada
entre as taxas de desidratação de cada produto ao tipo de planta, mais
especificamente às diferenças entre os tipos de tecidos de cada uma. Nas
condições empregadas no trabalho, a abóbora se destacou como o material mais
adequado à desidratação osmótica, levando-se em conta a maior perda de água
para o xarope e o menor ganho de sólidos solúveis, enquanto a maçã teve um
comportamento inverso, apresentando o pior desempenho dentre os três. De
acordo com Torreggiani (1993), fenômenos que modificam a permeabilidade dos
tecidos da planta, como pré-tratamentos com substâncias químicas, como sulfitos,
por exemplo, branqueamento ou congelamento, favorecem o ganho de sólidos em
detrimento da perda de água.
A temperatura da solução osmótica influencia decisivamente a taxa de
desidratação e as propriedades do produto final. Valores entre 20 e 50 ºC são
considerados ótimos para o processo de transferência de massa e têm sido os
mais freqüentemente citados nos trabalhos sobre este tema. O emprego de
valores acima desta faixa causa perda de componentes nutricionais, mudanças
de cor e deterioração de membranas celulares (Beristain et al., 1990). Segundo
Torreggiani (1993) a velocidade de transferência de massa aumenta com o
aumento da temperatura, porém, acima de 60 ºC ocorrem modificações nas
20
características dos tecidos, favorecendo o fenômeno de impregnação e,
conseqüentemente, o ganho de sólidos.
Park et al. (2002), ao estudarem a cinética da desidratação de pêra D’anjou
em temperaturas de 40, 50 e 60 ºC e concentrações de soluto de 40, 55 e 70
ºBrix, concluíram que a perda de água e o ganho de sólidos aumentaram com o
aumento da temperatura e da concentração da solução osmótica. Resultado
similar foi obtido por Silveira et al. (1996) em estudo com abacaxi desidratado
osmoticamente em temperaturas entre 30 e 60 ºC e concentrações da solução
entre 50 e 75 ºBrix. Alguns autores relatam, entretanto, ter observado uma
aceleração na perda de água, sem modificação no ganho de açúcares pelo
alimento, quando a temperatura do processo é aumentada (Ponting, 1966;
Hawkes e Flink, 1978). O fenômeno é atribuído, essencialmente, às diferenças
difusionais entre água e açúcar, assim como às diferenças nas massas molares
dos diferentes solutos (Torreggiani, 1993).
Lazarides et al.(1997) cita os trabalhos de Vial et al. (1991) e Heng et al.
(1990), que avaliaram o efeito da temperatura sobre o processamento de kiwi e
mamão, respectivamente. Vial et al. (1991) verificaram que temperatura igual ou
superior a 50 oC levou a modificações indesejáveis na cor e nos teores de ácido
ascórbico e clorofila da fruta, enquanto o emprego de temperaturas iguais ou
inferiores a 40 oC resultou em teores de ácido ascórbico e pigmentos satisfatórios
no produto final. Heng et al. (1990) mostraram que o processamento dos frutos
em xarope com temperatura acima de 60 ºC induziu perdas significativas de ácido
ascórbico e descoloração do produto.
Assim como a temperatura, a freqüência de agitação do conjunto
xarope/produto exerce um efeito importante sobre o desempenho do processo de
DII. A agitação garante um contato contínuo das amostras com as soluções
osmóticas concentradas, evitando a flutuação das mesmas e promovendo um
grande impacto na perda de água, porém, quando em excesso, pode levar à
desintegração dos tecidos do vegetal (Lazarides, 1994). Mavroudis et al. (1998)
estudaram a desidratação de maçã, cortada em cilindros e imersas em solução de
sacarose 50% (p/p), sob níveis de agitação entre 10 e 140 min-1, verificando que a
taxa de perda de água do alimento para a solução foi altamente dependente desta
variável. Níveis mais elevados de agitação favoreceram a saída de água, o que
21
não ocorreu, no entanto, com o ganho de sólidos pelo produto, que não foi
significativamente afetado por esta variável.
A razão produto:solução representa também uma importante variável do
processo de desidratação osmótica. A maior relação fruta:xarope permite
manutenção da concentração das soluções osmóticas do início ao final do
processo (Lazarides, 1994). De modo geral, a fim de assegurar uma taxa
constante de troca de água/soluto é preferível trabalhar com baixa relação
alimento:solução, por exemplo 1:5, conforme Dalla Rosa e Giroux (2001).
Trabalhos em laboratório utilizam relações na faixa de 1:10 a 1:20, segundo
Raoult-Wack (1994), de forma a minimizar a variação da composição da solução.
Entretanto, para aplicações industriais, esta proporção deve ser a mais baixa
possível, a fim de reduzir os custos de produção. Khoyi e Hesari (2006)
examinaram as relações 5:1, 10:1 e 15:1 (solução:amostras de sacarose) e
verificaram que a elevação do volume de solução resultava em maior perda de
água e ganho de sólidos nas amostras. Entretanto, concluíram ser a razão 10:1 a
melhor, por diminuir o custo e o volume de solução do processo.
A composição e a concentração da solução osmótica empregada na DII é,
segundo Torreggiani (1993), um dos fatores chave para o sucesso do processo. O
tipo de açúcar utilizado no preparo do xarope afeta expressivamente a cinética de
remoção de água, o ganho de sólidos e o equilíbrio do teor de água. Quanto
maior a massa molecular do soluto empregado, maior a perda de água para a
solução e menor o ganho de sólidos pelo alimento, favorecendo, assim, a perda
de massa e o processo de desidratação (Bolin et al., 1983). A impregnação do
alimento com o soluto é, de forma contrária, favorecida com o uso de açúcares
com menor massa molecular, como glicose, frutose e sorbitol, em função da maior
velocidade de penetração das moléculas no produto (Torreggiani, 1993; Raoult-
Wack, 1994). O efeito protetor de açúcares sobre a degradação do ácido
ascórbico também está relacionado ao tipo de açúcar utilizado (Forni et al., 1997).
Com relação à concentração da solução, a transferência de massa é favorecida
pelo uso de xaropes altamente concentrados (Ponting et al., 1966), e até certo
ponto, pela redução do tamanho das frações da fruta a ser desidratada. O ganho
de sólidos é, no entanto, altamente favorecido pela dimuição acentuada do
tamanho dos pedaços (Torreggiani, 1993). O aumento da concentração da
solução favorece mais a perda de água que o ganho de sólidos (Ponting et al.,
22
1966). Giraldo et al. (2003) demonstraram que o tratamento de cilindros de manga
com solução de sacarose a 45 ºBrix e 30 ºC levou a mais alta relação ganho de
sólidos:perda de água, dentre as demais concentrações testadas no estudo, ou
seja, 35, 55 e 65 ºBrix. No entanto, Khoyi e Hesari (2006) estudaram a cinética da
desidratação osmótica de damascos em solução de sacarose a 50%, 60% e 70%
e concluiram que a perda de água e o ganho de sólidos aumentam com o
aumento da concentração da solução e da temperatura do processo.
Sacarose e cloreto de sódio têm sido os agentes osmóticos mais utilizados
nos estudos sobre este processo de desidratação, mas qualquer soluto com alta
solubilidade, como glicose, ou solvente miscível em água, como etanol, pode ser
destinado ao preparo da solução de imersão. Dentre os edulcorantes, além de
sacarose, destacam-se como substâncias com grande potencial para o processo,
a glicose e os xaropes de amido (mistura de glicose, maltose e
maltoligossacarídeos) (Lazarides, 1994; Raoult-Wack, 1994). São citados
também, em menor grau, os xaropes ricos em glicose ou em frutose, o açúcar
invertido, a lactose e polióis como sorbitol, manitol e xilitol. O poder edulcorante
da sacarose é utilizado como referência para indicar a intensidade do sabor doce
dos demais adoçantes, conforme pode ser observado na Tabela 2 (Belitz e
Grosch, 1997).
Tabela 2 - Poder edulcorante de alguns açúcares e poliálcoois em relação à
sacarose
Composto Poder edulcorante relativo Composto Poder edulcorante
relativo D-Frutose 114 D-Manose 59 Xilitol 102 D-Glucitol 51 Sacarose 100 Maltose 46 D-Glicose 69 Dulcitol 41 D-Manitol 69 Lactose 39 D-Xilose 67 D-Ramnose 33 D-Galactose 63 Rafinose 22
Fonte: Adaptado de Belitz e Grosch (1997).
A sacarose é formada por uma unidade a-D-glicopiranosídeo e outra ß-d-
frutofuranosídeo, unidas pelos extremos redutores, constituindo, portanto, um
açúcar não redutor. Como a maioria dos carboidratos de baixa massa molecular,
23
caracteriza-se pela alta capacidade hidrofílica e alta solubilidade, podendo formar
soluções altamente concentradas que não necessitam aditivos antimicrobianos
para manter-se em boas condições microbiológicas. Estas características
conferem-lhe, ainda, propriedades como umectante e conservante (Be Miller e
Whistler, 2000).
Segundo Lenart (1996), a sacarose é a substância com melhores
características para o processo de desidratação osmótica, especialmente quando
este é utilizado como tratamento preliminar à secagem por convecção. A
presença de uma camada do dissacarídeo na superfície do produto desidratado
constitui um obstáculo ao contato com o oxigênio, minimizando ou impedindo o
escurecimento enzimático, além da influência positiva sobre a manutenção de
substâncias aromatizantes do alimento. Seu sabor especialmente agradável,
mesmo em soluções altamente concentradas, é uma característica de destaque
dentre os demais edulcorantes (Be Miller e Whistler, 2000), embora o alto poder
adoçante possa representar um fator limitante na desidratação de determinados
vegetais (Lenart, 1996).
Por ser um dissacarídeo, é esperado que a migração das moléculas de
sacarose para o interior do alimento ocorra mais lentamente que a de moléculas
de frutose, um monossacarídeo. Ao realizar estudo histológico de fatias de maçã
submetidas à DII com xarope de frutose (HFCS) e de sacarose, Bolin et al. (1983)
mostraram que nos primeiros 30 min de processo a penetração de ambas as
moléculas deu-se de forma muito similar, perfazendo uma distância de 1 a 2 mm
da superfície da amostra. Da mesma forma, considerando as três primeiras horas
de imersão, as taxas de migração foram essencialmente as mesmas para ambos
os açúcares. Com o decorrer do tempo, no entanto, a frutose passou a ser mais
absorvida que a sacarose e, depois de 5 h, as fatias imersas no xarope de frutose
tinham absorvido 70% a mais de sólidos que aquelas em solução de sacarose.
Forni et al. (1997) estudaram a influência de diferentes solutos (sacarose,
maltose e sorbitol) sobre as propriedades físico-químicas de cubos de damascos
osmodesidratados. Os níveis mais baixos de degradação do ácido ascórbico
foram verificados nas amostras tratadas com maltose e armazenadas sob
congelamento. Da mesma forma, a maior estabilidade da cor depois da secagem
com ar foi obtida com o tratamento com maltose. Frutas tratadas com sacarose ou
sorbitol, além da mais baixa estabilidade da cor depois da secagem por
24
convecção, apresentaram redução substancial nos teores de ácido ascórbico
depois de quatro meses de armazenamento.
Soluções de açúcar invertido são amplamente utilizadas pela indústria de
alimentos na fabricação de balas, produtos lácteos, bebidas carbonatadas, sucos,
recheios, licores, biscoitos, caramelos e chocolates, com variadas funções
(Gratão et al., 2004). A adição em balas, por exemplo, previne a cristalização do
açúcar e impede a ocorrência de textura desagradável e arenosa no produto. Já
no caso de biscoitos, sua principal função é contribuir para a coloração
caramelada e para a maciez do produto. O xarope de açúcar invertido é obtido
pela hidrólise de soluções de sacarose, realizada tanto por via enzimática, em
reação catalisada por invertase, quanto por via química, através do emprego de
soluções ácidas. O grau de inversão das soluções, que representa a intensidade
de quebra das moléculas presentes em seus dois monossacarídeos constitutivos,
glicose e frutose, varia de 10 a 100%. A denominação do produto deve-se ao
fenômeno de inversão do sentido da luz polarizada (rotação óptica), que incide
sobre as moléculas de açúcar, que gira para a direita no caso de moléculas de
sacarose e para a esquerda no caso da mescla de açúcares resultantes da
hidrólise quando colocadas sob prisma (Coultate, 1998). O poder edulcorante de
um xarope com 60% de inversão e 76 oBrix é, em relação ao da sacarose, de 150.
Soluções de açúcar invertido são também mais densas que soluções de sacarose
pura e, por este motivo, apresentam a vantagem de minimizar os riscos de
cristalização e de desenvolvimento de bolores e leveduras na superfície do
produto desidratado (Gratão et al., 2004). Porém, um de seus principais
benefícios consiste na maior capacidade de redução da atividade de água do
alimento, fator determinante para ampliar seu prazo de validade (Hansson et al.,
2001).
O sorbitol, substância amplamente encontrada na natureza, tanto em
espécies vegetais quanto animais, apresenta grande potencial para aplicação na
desidratação osmótica de frutas. É um produto inodoro e isento de sabor residual,
pertencente ao grupo químico dos polióis. Apesar da estrutura química
intimamente relacionada à da glicose, difere desta em várias propriedades, como,
por exemplo, a ausência de poder redutor. Seu poder adoçante é igual a 50% ao
da sacarose, mas em relação à disponibilidade energética para fins nutricionais,
atribui-se ao sorbitol o valor de 2,4 kcal g-1, diferentemente da sacarose, cujo valor
25
calórico é de 4,0 kcal g-1, uma vez que nem toda fração administrada é absorvida
e metabolizada pelo organismo. Devido as suas propriedades físico-químicas, é
utilizado pela indústria de alimentos como edulcorante em alimentos dietéticos,
como redutor da atividade de água de alimentos de umidade intermediária, como
umectante, plastificante, inibidor da cristalização e melhorador da reidratação de
produtos desidratados (Belitz e Grosch, 1997). Erba et al. (1994) concluíram que
a presença de sorbitol na solução osmótica utilizada na desidratação de pêssegos
e damascos levou a um menor ganho de sólidos e maior redução da massa das
amostras. Embora as frutas imersas em xarope com ou sem sorbitol tenham
apresentado uma mesma proporção entre sólidos solúveis e insolúveis, aquelas
desidratadas com solução de frutose+sorbitol apresentaram maior maciez que as
tratadas apenas com frutose. Os autores argumentam que o uso de sorbitol pode
melhorar a qualidade de vários alimentos obtidos por DII, ampliando as
possibilidades de suas aplicações. Além de disponibilizar produtos mais macios e
mais agradáveis ao paladar do consumidor, estes produtos representariam uma
alternativa para a incorporação em alimentos como sorvetes, produtos de
confeitaria e outros.
Embora não tenha sido encontrada na literatura consultada qualquer
citação sobre o uso de sucralose para a desidratação osmótica, acredita-se que
este composto tenha potencialidade para ser utilizado como complemento no
processo, devido a seu elevado poder edulcorante em relação aos demais solutos
utilizados no preparo de soluções concentradas para o tratamento de frutas por
este método. Descoberta em 1976, sucralose é o nome comum do composto
dicloro - 1,6 - dideoxi - ß-D - frutofuranosil - 4 - cloro - 4 - deoxi - a - D -
galactopiranosídeo, sintetizado a partir de sacarose pela substituição seletiva de
três grupos hidroxila da molécula por três átomos de cloro (Grice e Goldsmith,
2000). Constitui um sólido branco, cristalino, não-higroscópico e altamente solúvel
em água e álcool. A sucralose é cerca de 600 vezes mais doce que a sacarose e
não é metabolizada pelo organismo humano, não contribuindo, portanto, com o
valor calórico total. É mais estável que a sacarose quando submetida à
temperatura de 100 ºC por 2 h, apresentando grau de degradação menor que 5%
(Hood e Campbell, 1990). O FDA (Food and Drug Administration) aprovou o uso
de sucralose em 1998 e hoje o composto é utilizado como aditivo alimentício em
mais de trinta países. Depois de mais de 20 anos de pesquisas, os dados têm
26
demonstrado sua inocuidade para o consumo humano e animal (Grice e
Goldsmith, 2000). Mendonça et al. (2001) verificaram que o uso de sucralose
proporcionou à compota de pêssego light características sensoriais similares às
de compota de pêssego convencional, preparada com sacarose. Além disso, os
custos de produção das compotas light foram inferiores aos da compota
convencional.
2.3.4. Parâmetros cinéticos do processo
A avaliação da cinética de desidratação no processo DII envolve,
basicamente, a determinação de variáveis como a redução de massa (µ), a perda
de água (ω) e o ganho de sólidos (δ) pelo produto durante o período de imersão
na solução osmótica. A redução da massa (µ) corresponde ao percentual de
diminuição de massa da amostra em relação à sua massa inicial; a perda de água
(ω) refere-se à quantidade de água (g ou mL) que sai da amostra para cada 100 g
de sua massa total inicial; o ganho de sólidos (δ) é designado pela massa de
sólidos solúveis e insolúveis transportada para o interior do produto em relação à
massa inicial da amostra. Os valores de µ, ω e δ são determinados,
respectivamente, pelas Equações (1), (2) e (3) (Bolin et al., 1983; Viberg et al.,
1998).
100m
mm
i
ti
−=µ (1)
100m
XmXm
i
attaii
−=ω (2)
100m
XmXm
i
sitsti
−=δ (3)
Em que:
mi = massa inicial do produto, g;
mt = massa do produto no tempo t, g;
27
Xai = fração de água na amostra no tempo inicial, adimensional;
Xat = fração de água na amostra no tempo t, adimensional;
Xsi = fração de sólidos totais da amostra no tempo inicial, adimensional;
Xst = fração de sólidos totais da amostra no tempo t, adimensional.
2.3.5. Atributos de qualidade de alimentos processados
Os atributos de qualidade de um alimento processado dizem respeito à sua
aparência e textura, ao seu sabor e odor (“flavor”), ao seu valor nutritivo e à sua
segurança para a saúde do consumidor. O grau de importância de cada um
destes atributos depende dos interesses particulares de cada grupo envolvido. O
alvo principal da indústria, por exemplo, é o rendimento da matéria-prima e
parâmetros como cor, “flavor” e textura do produto final. Para o consumidor, por
outro lado, os principais atributos de qualidade consistem nas características
sensoriais do alimento, como ausência de defeitos, textura, cor, sabor e odor,
tamanho e forma, além do valor nutritivo. Pequenas diferenças nestas
características entre produtos semelhantes, mas de marcas distintas, são, às
vezes, determinantes para a aceitabilidade e escolha de um em relação ao outro
(Chitarra e Chitarra, 1990; Fellows, 1994).
O processamento de alimentos traz conseqüências inevitáveis ao seu valor
nutricional. Macro e micronutrientes são afetados em diferentes níveis, tanto
durante o processo quanto no decorrer do período de armazenagem. O grau de
estabilidade depende amplamente do tipo e da estrutura do nutriente, da
composição química do alimento e da severidade e duração do processamento
(Henry e Massey, 2001). As perdas se devem à sensibilidade dos diferentes
componentes ao calor, pH, oxigênio, luz, umidade ou à combinação destes (Henry
e Heppell, 2002). No caso específico do processo de DII, a migração do soluto
osmótico para o interior do alimento, bem como a transferência de compostos
deste para o meio, altera as propriedades sensoriais e nutricionais do produto,
dando origem a uma formulação nova e específica (Torreggiani, 1993; Lenart,
1996). Vários trabalhos são encontrados na literatura com relação aos efeitos
deste processo, em diferentes condições operacionais, sobre as características
físicas e químicas dos produtos, como cor, acidez, textura, sólidos solúveis e
outras (Forni et al., 1997; Waliszewski et al.; 1999, Lewicki e Lukaszuk, 2000;
28
Mauro et al., 2002). São, entretanto, escassos os artigos que abordam a
intensidade das alterações relativas à composição nutricional dos alimentos
durante e depois da desidratação e ao longo do armazenamento. Exceção é feita
ao ácido ascórbico e aos carotenóides, cuja amplitude de degradação, em
conseqüência das condições de processo, tem sido estudada por alguns autores.
Determinações importantes, sob o ponto de vista nutricional, como a
concentração de proteínas, lipídios e minerais nos produtos desidratados têm sido
negligenciadas ou não contempladas na maioria dos trabalhos sobre este tema.
A estabilidade do ácido ascórbico é marcadamente influenciada por variáveis
como temperatura, luz, oxigênio e íons metálicos. Considera-se, geralmente, que
se esta vitamina for adequadamente retida no alimento durante o processamento,
outros nutrientes também o foram, sendo sua presença, desta forma, considerada
como parâmetro da qualidade nutricional do alimento processado (Fennema,
1977, apud Uddin et al., 2002). A labilidade da vitamina C tem sido observada
desde 1670, quando foram descobertas suas propriedades anti-escorbúticas e
que as mesmas eram perdidas quando as plantas eram secas pelo calor
(Ramberg et al., 2003).
Marcy et al. (1989) observaram perda da ordem de 40% nos teores desta
vitamina, depois de seis meses de armazenamento a temperaturas entre 4 e 6 ºC,
em bebidas à base de laranjas embaladas assepticamente. Quando estocadas a
22 ou 30 ºC, a perda foi superior a 75%. Por outro lado, Lin et al. (1998)
reportaram aumento da concentração de vitamina C em cenouras desidratadas
em microondas, sob vácuo, em relação àquela de cenouras secas ao ar. Em
quiabos desidratados deste mesmo modo, El-Din e Shouk (1999) verificaram
baixo grau de degradação do ácido ascórbico, enquanto Khraisheh et al. (2004)
demonstraram que a retenção do composto em amostras de tomates secos é, no
mínimo, duas vezes maior que em amostras desidratadas por secagem por
convecção.
Suntornsuk et al. (2002) determinaram os teores de vitamina C em vários
tipos de sucos frescos e liofilizados, antes e depois da estocagem. Suco de
goiaba fresco apresentou teor de vitamina 41,4% maior que o de suco liofilizado,
indicando degradação do composto durante a liofilização. Entretanto, depois de
quatro semanas de armazenamento, a estabilidade da vitamina nas amostras do
produto liofilizado mostrou-se maior que no suco não liofilizado, com perdas de
29
27,9 e 38,6%, respectivamente. Depois de oito semanas de estocagem,
independente das condições de armazenamento, foi observada uma drástica
redução do teor de vitamina C dos produtos. Akinyele et al. (1990) avaliaram as
alterações na concentração de alguns dos componentes de produtos de abacaxi e
de laranja, depois da pasteurização e estocagem, verificando redução
considerável do teor de ácido ascórbico nas amostras. O efeito sobre a
concentração de sólidos totais, cinzas e de minerais (Ca, Na, K e Mg) não foi, no
entanto, significativo.
Negi e Roy (2000) realizaram experimentos para determinar a influência do
tipo de embalagem e das condições de armazenamento sobre a qualidade e o
valor nutritivo de cenouras frescas e desidratadas. As amostras desidratadas
foram embaladas em sacos plásticos de polietileno de alta densidade (PEAD) e
estocadas à temperatura ambiente e sob refrigeração por nove meses. O
branqueamento e a secagem levaram à significativa redução dos teores de ácido
ascórbico e ß-caroteno nas amostras desidratadas, com redução durante e
posterior à estocagem. A vida útil de cenouras frescas variou entre 3 e 20 dias,
em função do tipo de embalagem e da condição de armazenagem, mas em todos
os casos houve redução das concentrações de ß-caroteno e ácido ascórbico.
Existe interesse crescente por parte da comunidade científica, de
consumidores e da indústria de alimentos, com relação aos benefícios do licopeno
para a saúde humana. Evidências clínicas têm reforçado seu papel como um
importante micronutriente na proteção do organismo contra diferentes tipos de
câncer (Micozzi et al., 1990; Levy et al., 1995). Shi e Le Maguer (1999)
verificaram que o conteúdo total de licopeno em tomates permanece praticamente
inalterado durante a desidratação osmótica. Comparada à secagem a vácuo, a
retenção do composto depois do processo combinado de desidratação osmótica-
secagem a vácuo é também muito superior. A secagem convencional resulta, por
outro lado, em enormes perdas de licopeno das amostras. O trabalho mostra que
o método utilizado na desidratação afeta a distribuição de isômeros nas amostras.
Em tomates frescos o isômero cis não foi detectado, ao contrário das amostras
processadas, em que um aumento significativo de cis-licopeno, com simultâneo
decréscimo nos teores do isômero trans, foi observado para qualquer método de
secagem empregado. A configuração trans, forma geralmente encontrada na
natureza, apresenta maior estabilidade que a forma cis. Os autores argumentam
30
que a degradação do licopeno afeta não apenas a cor atrativa do produto final,
mas, também, o “flavor” e o valor nutritivo, comprometendo seus benefícios para a
saúde.
2.3.6. Limitações do processo
O custo da solução osmótica representa um papel preponderante no
processo de DII (Bolin et al., 1983; Raoult-Wack, 1994). Depois da desidratação,
além da diluição da solução, são também verificadas mudanças na composição
química e nas propriedades físico-químicas e sensoriais do xarope, relacionadas
à transferência de compostos como pigmentos, ácidos e fragmentos de polpa do
produto para o meio osmótico. A reutilização da solução exige, desta forma, um
tratamento prévio para a retirada, por filtração, por exemplo, dos compostos
indesejáveis e para a correção da concentração de soluto para os valores iniciais
(Dalla Rosa e Giroux, 2001). Segundo Bolin et al. (1983) e Raoult-Wack (1994), o
manejo da solução residual em cada batelada de desidratação representa um
fator limitante para a viabilidade econômica do processo em escala industrial e
sua otimização está vinculada a aspectos como a reciclagem do xarope e a
redução do volume de xarope empregado. A correção da concentração de sólidos
da solução osmótica pode ser feita pela adição do soluto ou por evaporação à
pressão atmosférica, à vácuo ou solar (Valdez-Fragoso et al., 1998). Algumas
alternativas têm sido propostas para reutilização das soluções osmóticas pós-
processamento, incluindo seu uso na fabricação de geléias de frutas, sucos de
frutas, produtos cristalizados e conservas, bem como na produção de
flavorizantes naturais e enriquecimento de ração animal (Dalla Rosa e Giroux,
2001).
Outros problemas tecnológicos afetam a implementação do processo de DII
em escala industrial, como por exemplo, o adequado contato da fase sólida
(produto) com a fase líquida (solução concentrada). Os produtos (massa
específica de 800 kg m-3 para frutas, em média) tendem a flutuar na solução
devido a maior densidade da solução (massa específica de 1300 kg m-3 para
solução de sacarose de 60% (p/p) a 20 oC). Ao mesmo tempo, a viscosidade da
solução exerce considerável resistência externa à transferência de massa, e a
fragilidade dos pedaços de alimentos dificulta a agitação (Raoult-Wack, 1994;
31
Torreggiani, 1993). Observa-se, ainda, que frutas desidratadas até teores de água
inferiores aos valores normalmente utilizados no processo têm se mostrado
rançosas quando armazenadas por várias semanas à temperatura ambiente.
Segundo Ponting et al. (1966), este fato ocorre, provavelmente, deve-se à maior
retenção de óleos aromáticos no produto. De acordo com Araújo (1999), durante
o processo de desidratação de frutas, ocorrem três eventos simultâneos,
favorecendo o processo de rancidez: as moléculas componentes do alimento são
aproximadas, aumentando, conseqüentemente, a probabilidade de interação
entre elas; a remoção da água dos capilares do alimento facilita o acesso físico do
oxigênio atmosférico ao seu interior e a sensibilidade química dos componentes
do alimento aumenta, devido à remoção da água de hidratação protetora dos
sítios reativos das moléculas.
Para consumidores que necessitam de dietas hipocalóricas ou isentas de
açúcares simples, como no caso, por exemplo, dos obesos e dos diabéticos, a
impregnação do açúcar no produto é considerada uma desvantagem do processo
de DII.
32
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Obtenção das frutas e preparo das amostras
Para a realização dos experimentos de desidratação, foram utilizados frutos
de goiaba (Psidium guajava L.) do cultivar Pedro Sato, provenientes de pomares
comerciais localizados no Município de Cachoeiras de Macacu, RJ. Apresenta-se,
na Figura 2, a ilustração típica de goiaba no estádio 3 de maturação utilizada no
presente trabalho.
Figura 2 – Ilustração típica de goiaba no estádio 3 de maturação.
33
Durante o período de safra, entre os meses de novembro e fevereiro, cerca
de 50 frutos, acondicionados em caixas térmicas, foram transportados
semanalmente para o Laboratório de Engenharia Agrícola (LEAG), do Centro de
Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte
Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), Campos dos Goytacazes, RJ. Ao chegar ao
Laboratório, os frutos foram selecionados de acordo com os atributos: 1) estádio 2
de maturação, caracterizado pela coloração verde clara da casca, ângulo de cor
(ºh) entre 113 e 116 (Azzolini et al., 2004); 2) uniformidade de tamanho, que
incluiu a massa, o diâmetro tranversal e o diâmetro longitudinal dos frutos; e 3)
ausência de defeitos, que consistiu na inexistência de injúrias físicas. Os frutos
selecionados foram acondicionados em bandejas plásticas e armazenados sob
refrigeração, em câmaras do tipo B.O.D. (MARCONI, modelo MA 415) a 7 ºC,
pelo tempo necessário para atingir o estádio 3 de maturação, caracterizado pela
cor verde-amarelada da casca, ângulo de cor (ºh) entre 108 e 112 (Azzolini et al.,
2004), o que ocorreu em, aproximadamente, quatro dias. Segundo Mercado-Silva
et al. (1998) a cor da casca constitui-se no melhor índice para indicar o estádio de
maturação em goiabas. Estes autores, ao trabalharem com a variedade “Media
China” em diferentes épocas de desenvolvimento, verificaram diminuição
constante no ângulo de cor (ºh) durante o amadurecimento dos frutos.
A cada dia de experimento, 18 frutos no estádio 3 de maturação eram
retirados do ambiente de armazenamento, sendo em seguida lavados em água
corrente e imersos em solução de detergente neutro a 1% por 15 min. Logo
depois, eram enxaguados em água corrente, sanitizados em solução de
hipoclorito de sódio a 100 ppm por 15 min e secos com papel toalha. Os frutos
eram, um por vez, descascados e cortados longitudinalmente, removendo-se as
sementes e dividindo-se cada metade em outras quatro partes, de modo a
obterem-se oito frações por fruto, num total de 144 amostras. Retiravam-se,
então, dezoito frações, ou seja, uma amostra por fruto, para caracterização da
fruta in natura, as quais eram imediatamente mergulhadas em nitrogênio líquido
por 5 s. Em seguida essas amostras eram acondicionadas em frascos de
polietileno branco fosco de 30 mL, com tampa rosqueável, e armazenadas em
freezer a –18 oC, para análises posteriores.
34
3.2. Branqueamento e tratamento com ácido ascórbico
Para evitar o escurecimento enzimático das amostras as 126 frações
restantes, sete de cada um dos dezoito frutos, foram branqueadas em vapor
d’água por 1 min, sendo, em seguida, colocadas em saco plástico e imersas em
banho de gelo por 1 min. Para o aquecimento da água, foi utilizado um agitador
magnético com chapa aquecedora (VELP SCIENTIFICA, modelo ARE). As
amostras resfriadas foram imersas em solução de ácido ascórbico 1% por 5 min
(Giangiacomo et al., 1987), exceto as destinadas às análises de ácido ascórbico.
Depois dessa etapa, retirou-se mais uma fração de 1/8 de cada fruto para as
análises referentes ao branqueamento/imersão em ácido ascórbico, as quais
foram acondicionadas conforme descrito no parágrafo anterior.
3.3. Desidratação dos frutos
3.3.1. Desidratação por Imersão e Impregnação (DII)
Depois do branqueamento e tratamento com ácido ascórbico, as 108 frações
restantes, sendo seis de cada goiaba, foram submetidas à primeira etapa do
processo de desidratação, que consistiu em sua imersão em soluções
concentradas de solutos (soluções osmóticas), mantidas em béqueres de vidro
sob agitação controlada, por tempo e temperatura pré-determinados. Na Tabela 3
estão discriminados os tratamentos avaliados.
Tabela 3 - Tratamentos avaliados no experimento
Tratamento Tipo de soluto Concentração da solução
(%, p/p)
T1 Sacarose comercial, tipo cristal 70
T2 Sacarose comercial, tipo cristal 50
T3 Sacarose + sucralose** Sacarose, 30 + sucralose, 0,025
T4 Açúcar invertido* 70
T5 Açúcar invertido* Sem diluição
T6 Controle (sem DII) -
* Gludex 216 (Dulcini S/A); ** Edulcorante em pó micronizado (Attivos Magisttrais)
35
Para as análises de acidez, pH e minerais não foi avaliado o tratamento
controle (sem desidratação por imersão e impregnação) e na análise sensorial
não foi utilizado o tratamento com açúcar invertido a 70%. Para o preparo das
soluções osmóticas, o soluto foi pesado em balança de precisão (SARTORIUS
BP 4100S), em frasco de vidro de 2 L, adicionando-se massa de água destilada
(desionizada no caso das análises de minerais) necessária para obtenção da
concentração desejada na solução. O frasco foi colocado sobre agitador
magnético com aquecimento (VELP SCIENTIFICA modelo ARE) para facilitar a
dissolução do soluto. As soluções foram transferidas para frascos de vidro de
tampa rosqueável, autoclavados a 120 oC por 20 min e estocados sob
refrigeração a 7 ºC, em B.O.D., até o momento de sua utilização.
Além de sacarose, outros dois solutos foram avaliados: açúcar invertido, com
nome comercial de Gludex 216 e fabricado pela Dulcini S/A, com taxa de inversão
= 90%, e sucralose, fornecida pela empresa Attivos Magisttrais, edulcorante cujo
poder adoçante é 600 vezes maior que o da sacarose (Hood e Campbell, 1990).
Com o objetivo de se obter um produto light (> 25% de redução de calorias) foi
preparada uma solução com o mesmo nível de doçura do Tratamento T2
(sacarose 50%), porém, com 30% menos caloria, resultando no Tratamento T3.
Para isto, no cálculo da massa do adoçante sucralose foi considerada a relação: o
poder edulcorante de 1.000 g de sacarose corresponde àquele de 1,67 g de
sucralose, obtendo assim, a solução de 0,025% de sucralose + 30% de sacarose.
A desidratação foi feita pela imersão das amostras na solução osmótica, em
béqueres de vidro de 1.000 mL, dispostos em três agitadoras-incubadoras de
bancada (B.Braun Biotech, modelo Certomat U/Certomat HK; Nova Ética, modelo
430 RDB) de movimento orbital, com controle automático de temperatura e
freqüência de agitação. Em todos os tratamentos foi utilizada relação fruta:xarope
de 1:10 (p/p), temperatura de 50 oC (Beristain et al., 1990), freqüência de agitação
de 60 min-1 e tempo de incubação de 2 h. A perda de água ocorre durante as
primeiras duas horas de processo e acima deste tempo ocorre maior
permeabilidade da fruta pelo soluto osmótico aumentando o fenômeno de
impregnação (Giangiacomo et al., 1987; Torreggiani, 1993).
Depois da desidratação osmótica, os frutos foram enxaguados com água
destilada (ou desionizada no caso dos minerais), para remoção do filme de açúcar
formado na superfície e, em seguida, envolvidos em papel absorvente para
36
retirada do excesso de água. Depois desta etapa, foram retiradas outras dezoito
amostras correspondentes a 1/8 de cada fruto para as análises posteriores. As
cinco frações restantes de cada fruto (90 amostras) foram, então, submetidas à
secagem por convecção. Devido à possibilidade de contaminação do produto por
íons metálicos eventualmente presentes no ar de secagem, o experimento para
análise dos teores de minerais não prosseguiu com a etapa de secagem por
convecção forçada e foi finalizado depois da desidratação por imersão-
impregnação. As análises de acidez e pH e sólidos solúveis também foram
realizadas apenas até esta etapa. De acordo com a literatura não há variação
nestes teores na secagem por convecção (Forni et al., 1997).
Em todo o experimento foram utilizadas quatro repetições de cada
tratamento, sendo cada goiaba considerada uma repetição para as análises de
vitamina C, minerais, cor, acidez e pH. Para a determinação da composição
centesimal (água, proteínas, lipídios, fibras e cinzas) foram utilizados quatro frutos
por repetição de cada tratamento. Sendo assim, em todo o experimento utilizou-
se um total de 268 frutos (Tabela 4). Conforme já descrito, a cada dia eram
utilizados 18 frutos, distribuídos em 18 béqueres, ou seja, um fruto por béquer,
divididos em três agitadoras-incubadoras. A Figura 3 ilustra as seis frações de
goiaba distribuídas em cada um dos seis béqueres localizados em uma das três
agitadoras-incubadoras utilizadas.
Tabela 4 - Número de tratamentos, de repetições por tratamento, de frutos por repetição e total de frutos utilizados no experimento
Tipo de análise Nº de tratamentos
Repetições/ tratamento
Frutos/ repetição
Frutos utilizados
Cinética 4 3 1 12
Sólidos solúveis totais 4 3 1 12
Acidez total titulável 5 4 1 20
Composição centesimal 6 4 4 96
Minerais 5 4 1 20
Vitamina C 6 4 1 24
Parâmetros de cor 6 4 1 24
Análise sensorial 5 * 12 60
Total 268 * A análise sensorial foi realizada com 77 pedaços de goiabas (repetições)
37
Figura 3 - Seis frações de goiaba distribuídas em cada um dos seis béqueres
localizados em uma das três agitadoras-incubadoras utilizadas por dia de experimento
3.3.2. Secagem por convecção forçada
A segunda etapa do processo consistiu na secagem por convecção das
amostras desidratadas osmoticamente, empregando para tanto um protótipo de
secador do tipo gabinete com bandejas. Utilizou-se apenas um nível de
temperatura e velocidade do ar de secagem, 60 ºC e 1,25 m s-1, respectivamente.
Os testes eram interrompidos quando o teor de água do produto, determinado por
gravimetria, atingia valores entre 18 e 20% b.u. A temperatura e a umidade
relativa do ar de secagem foram medidas com termo-higrômetro digital (Dwyer
Instruments Inc Series 485) e a velocidade do ar de secagem foi medida por meio
de um anemômetro de pás rotativas Airflow modelo AV6.
Ao final do processo, amostras destinadas às análises de ácido ascórbico
foram acondicionadas em frascos de polietileno de 30 mL e armazenadas em
freezer a -18 ºC. Com a intenção de se verificar o efeito da temperatura de
armazenamento sobre a estabilidade do ácido ascórbico, outras duas amostras
foram acondicionadas em sacos de polipropileno (12 x 20 cm), selados a vácuo e
armazenados por 60 dias em câmaras B.O.D. a 7 e 25 ºC, visando simular a
estocagem sob refrigeração e em temperatura ambiente, respectivamente. A
Figura 4 resume as etapas de desidratação de goiabas por processo combinado
de imersão-impregnação e secagem por convecção.
38
Figura 4 - Fluxograma do processo de obtenção de goiabas desidratadas pela combinação dos métodos de desidratação por imersão-impregnação e secagem por convecção
T1 = Sacarose 70% T2 = Sacarose 50% T3 = Sac 30% + suc 0,025% T4 = Açúcar invertido 70% T5 = Açúcar invertido sem
diluição T¨6 = Controle (sem DII)
Vapor/1 min
1%/5 min
Início da retirada das amostras
Água clorada a 100ppm/15 min
Detergente neutro/15 min
B.O.D. a 7ºC - até cor verde-amarelada da casca (hº entre 109 e 112)
Cor da casca, massa, diâmetro equatorial e transversal
Temperatura de 50 oC Agitação de 60 min-1/ 2 h
Temperatura: 60 oC Fluxo de ar: 1,25 ms-1
Água destilada ou desionizada
Laboratório de Engenharia Agrícola/ UENF
ARMAZENAMENTO
SELEÇÃO
RECEPÇÃO
GOIABAS SECAS - EMBALAGEM E ARMAZENAMENTO
DESIDRATAÇÃO POR IMERSÃO/IMPREGNAÇÃO
Adição do xarope osmótico
Razão 1:10
T1 T2 T3 T4 T5
IMERSÃO EM SOLUÇÃO DE ÁCIDO ASCÓRBICO
BRANQUEAMENTO
DESCASCASCAMENTO, CORTE E RETIRADA DO MIOLO
SANITIZAÇÃO
LAVAGEM
SECAGEM POR CONVECÇÃO
AGITAÇÃO EM SHAKER
LAVAGEM E SECAGEM
T6
Vapor/1 min
1%/5 min
Início da retirada das amostras
Água clorada a 100ppm/15 min
Detergente neutro/15 min
B.O.D. a 7ºC - até cor verde-amarelada da casca (hº entre 109 e 112)
Laboratório de Engenharia Agrícola/ UENF
Sacos de polipropileno – B.O.D./7 e 25oC Potes de polietileno – Freezer/-18 oC
39
3.4. Cinética da desidratação osmótica
O preparo das amostras, o branqueamento e o processo de desidratação
dos frutos para a avaliação da cinética de desidratação foram feitos nas
condições descritas nos itens 3.1, 3.2 e 3.3, respectivamente.
3.4.1. Determinações da perda de água (ω), do ganho de sólidos (δ) e da
redução da massa (µ)
A determinação das variáveis perda de água (ω), ganho de sólidos (δ) e
redução da massa (µ) das amostras foi feita utilizando-se três frutos (três
repetições), cada qual dividido em 12 partes. A partir do início do processo,
depois da imersão em solução de ácido ascórbico (conforme já descrito no ítem
3.2), as amostras provenientes de cada fruto foram colocadas em um béquer de
1.000 mL contendo as respectivas soluções osmóticas de sacarose 70%,
sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025% ou açúcar invertido sem
diluição, totalizando 12 frutos. Em seguida, os frascos contendo as amostras
imersas nos xaropes osmóticos, foram colocados em incubadora-agitadora e
amostras correspondentes a 1/12 de cada fruto foram retiradas nos tempos 5, 15,
30, 45, 60, 90 e 120 min para as medições do teor de água, dos sólidos solúveis e
da massa das amostras. Os teores de água e sólidos solúveis foram
determinados na mesma amostra e a determinação da redução da massa foi
realizada em amostra diferente, porém, do mesmo fruto. Esta última, depois de
pesada, era devolvida à solução osmótica original, dando continuidade ao
processo.
Para determinação de ω, δ e µ, os teores de água e de sólidos totais das
amostras foram determinados por método gravimétrico. As amostras foram
trituradas, pesadas em balança analítica (SARTORIUS, modelo BL 210 S) e
levadas à estufa à vácuo (TEC MAQ, modelo AP 500) a 70 oC por 6 h, sob
pressão = 100 mmHg, de acordo com método da Association of Official Analytical
Chemists (AOAC., 1990). Depois do resfriamento em dessecador, as amostras
foram novamente pesadas e os teores de água e de sólidos totais foram
calculados por diferença entre as massas do produto úmido e seco. Os cálculos
40
da perda de água, do ganho de sólidos e da redução de massa foram feitos de
acordo com as Equações (1), (2) e (3), respectivamente, descritas no item 2.3.4.
3.5. Análises físicas, químicas e físico-químicas
Todas as análises físico-químicas foram feitas em duplicata, utilizando-se
reagentes com grau de pureza P.A. Foram descartadas as extremidades dos
pedaços conforme mostrado na Figura 5. As amostras foram homogeneizadas
com microtriturador de aço inox, com cabeçote do tipo dentado com hélice
(TECNAL, modelo TURRATEC TE 102) e pesadas em balança analítica
(SARTORIUS, modelo BL 210S). Os resultados foram expressos com base na
massa de matéria seca.
Figura 5 - Detalhes dos cortes da goiaba, para obtenção das amostras utilizadas nos testes experimentais. (a) corte longitudinal, com eliminação das extremidades; (b) amostras representando 1/8 do fruto inteiro.
41
3.5.1. Massa e dimensão dos frutos
Para determinação da massa inicial, os frutos foram pesados em balança de
precisão (SARTORIUS BP 4100S). As medidas de diâmetro equatorial,
longitudinal e espessura da polpa dos frutos foram feitas com paquímetro manual
(Gongatti Netto et al., 1996).
3.5.2. pH
Cerca de 3 g da amostra fresca (ou 2 g de amostra seca) triturada foi diluída
em 20 mL de água destilada e o pH da suspensão foi determinado diretamente
em pHmetro DIGIMED, modelo DM 20.
3.5.3 Acidez total titulável (ATT)
De acordo com Chan e Kwok (1976), apud Azzollini (2002), a presença dos
ácidos cítrico e málico são os principais responsáveis pela acidez em goiabas,
sendo encontrados em menor quantidade, os ácidos galacturônico e fumárico.
Neste trabalho, analisou-se os teores e as perdas de ácido cítrico dos pedaços de
goiaba in natura e depois da desidratação por imersão-impregnação.
A acidez total titulável (ATT) foi determinada de acordo com método da
AOAC (1990). As mesmas amostras preparadas para determinação do pH foram
tituladas com solução de NaOH 0,1 N (padronizada com biftalato de potássio),
utilizando-se solução de fenolftaleína 1% como indicador. Devido à coloração
rósea da goiaba, o controle da titulação foi efetuado com auxílio de um pHmetro.
O ponto de viragem corresponde a um valor de pH igual a 8,1. Os resultados
foram expressos em percentagem de ácido cítrico, utilizando-se a seguinte
fórmula:
( )m
100PENfV%cítricoácido
××××= (4)
Em que:
V = volume de NaOH gasto na titulação, mL
42
f = fator de correção
N = normalidade do NaOH
PE = peso equivalente-grama do ácido cítrico
m = massa da amostra, g
3.5.4. Sólidos solúveis totais (SST)
O teor de sólidos solúveis totais (SST), expresso em º Brix, foi determinado
pelo método proposto pela AOAC (1990) nas amostras in natura e durante a DII
nos tempos: zero (depois da imersão em solução de ácido ascórbico), 5, 15, 30,
45, 60, 90 e 120 min. Uma alíquota da amostra triturada foi colocada sobre o
prisma de um refratômetro portátil (ATAGO, modelo HSR 500), procendendo-se à
leitura direta do índice refratométrico indicado pelo aparelho. O teor de SST da
solução osmótica foi igualmente determinado nos mesmos tempos a fim de se
verificar eventuais variações na concentração da solução ao longo do processo.
3.5.5. Composição centesimal
Para análise da composição centesimal (base seca) foram utilizados quatro
frutos por repetição. As amostras foram secas em estufa com circulação forçada
de ar a 60 ºC até massa constante (Giraldo et al., 2003) e, em seguida, trituradas
em moinho tipo Willey (MARCONI, modelo 340) contendo peneira de 20 mesh. As
amostras moídas foram acondicionadas em frascos de polietileno de 30 mL e
armazenados em temperatura ambiente até o momento de cada análise. Os
resultados das análises foram corrigidos pelo teor de água obtido a 105 ºC em
estufa com circulação forçada de ar (Silva, 1990).
3.5.5.1. Teor de água
O teor de água foi determinado por método gravimétrico. Cerca de 5 g de
amostra foram colocados em recipiente de alumínio e levados à estufa com
circulação forçada de ar a 60 ºC até massa constante (pré-secagem). Depois do
resfriamento em dessecador, as amostras foram pesadas em balança analítica
(SARTORIUS, modelo BL 210 S) e o teor de água (ou o teor de sólidos totais) foi
43
calculado por diferença entre as massas do material úmido e seco. Em seguida,
os recipientes retornaram à mesma estufa a 105 ºC por 12 h (secagem definitiva)
e, logo depois, foram novamente pesados em balança analítica tendo seu teor de
água calculado por meio do percentual de água evaporada.
3.5.5.2. Proteínas
A concentração de proteínas foi obtida por determinação do nitrogênio total
pelo método de Kjeldahl (Silva, 1990). Neste método, por meio de digestão ácida
em bloco digestor BUCHI, o nitrogênio da amostra foi transformado em amônio
(NH4+), o qual foi posteriormente separado por destilação (destilador BUCHI
modelo 323) e finalmente dosado por titulação com solução padrão de HCl 0,1N.
O teor de proteína, dado em %, foi calculado a partir da fórmula:
( ) 25,6m
10014NfV%oteínaPr ×
××××= (5)
Em que,
V = volume de ácido gasto na titulação
N = normalidade do ácido
f = fator de correção para a normalidade do ácido
m = massa da amostra, g
6,25 = fator de conversão da % de nitrogênio em % de proteína
3.5.5.3. Lipídios (extrato etéreo)
O teor de lipídios, ou extrato etéreo, foi obtido por método gravimétrico,
baseado na perda de massa do material pesado em cartucho de Soxhlet e
submetido à extração com éter de petróleo em extrator de Soxhlet (Silva, 1990).
Os resultados foram expressos em % de gordura de acordo com a fórmula:
( ) ( )m
100BA%Lipídios
×−= (6)
Em que,
44
A = massa do cartucho contendo a amostra com gordura, g
B = massa do cartucho contendo a amostra sem gordura, g
m = massa da amostra, g
3.5.5.4. Cinzas
Foram determinadas por método gravimétrico, considerando-se a perda de
massa do material submetido à queima em mufla (QUIMIS) em temperatura = 525
ºC, durante 4 h, de acordo com procedimento recomendado pela AOAC (1990). A
perda de massa corresponde ao teor de matéria orgânica. A diferença entre a
massa original da amostra e a massa da matéria orgânica fornece a quantidade
de cinza presente no produto. Os resultados foram expressos em porcentagem de
cinzas.
3.5.5.5. Fibras (FDN - Fibra Detergente Neutro)
As fibras insolúveis (celulose, lignina e hemicelulose) foram determinadas
pelo método de Van Soest (Silva, 1990). As amostras foram tratadas com solução
de detergente neutro em bloco digestor para determinação de fibra (MARCONI
modelo MA 450) por 1 h à 100 ºC para eliminar a porção solúvel. Os cadinhos
contendo os resíduos da digestão foram colocados em estufa com circulação
forçada de ar (MARCONI, modelo MA 035) a 105 ºC por 12 h para secagem do
material. Depois de esfriar em dessecador, os cadinhos foram pesados em
balança analítica e o teor de fibra (FDN) calculado. Os resultados foram
expressos em porcentagem de fibra.
3.5.5.6. Carboidratos
Foram quantificados pela diferença entre a massa do produto original
(100%) e a massa dos componentes determinados nos itens anteriores (água,
proteínas, lipídios, cinzas e fibras) (Carvalho et al., 2002).
45
3.5.6. Minerais
Para o preparo da solução mineral destinada à determinação da
concentração dos minerais, a matéria orgânica das amostras foi oxidada via seca
com incineração em mufla (QUIMIS) em temperatura = 525 ºC, durante
aproximadamente 4 h (até se obter cinza clara), segundo método da AOAC
(1990). As cinzas obtidas foram dissolvidas em solução de HCl a 50% e levadas
para banho de areia a 180 ºC até completa evaporação do ácido. A operação foi
repetida e depois do resfriamento do cadinho, o conteúdo foi dissolvido
novamente em água desionizada até completar o volume para 20 mL.
Os teores de sódio e potássio foram analisados em fotômetro de chama
(ANALYSER, modelo 910M), enquanto os teores de cálcio, ferro, magnésio, zinco
e cobre, foram quantificados em espectrofotômetro de absorção atômica (ZEISS,
modelo AA-S4).
Para as determinações de zinco e manganês, as leituras foram feitas
diretamente na solução mineral. Para as análises do sódio e magnésio a solução
mineral foi diluída novamente em água desionizada na proporção de 1:20 e para o
potássio de 1:24. No caso do cálcio, a segunda diluição, na proporção de 1:20, foi
realizada em solução de cloreto de estrôncio (SrCl2) 4g dm-3. Nesses
procedimentos foram utilizadas pipetas automáticas com volumes máximos de 1 e
5 mL e dispensador de volume com capacidade para 25 mL.
Para a determinação das concentrações de minerais nas soluções contendo
as amostras de frutas foram preparadas curvas de calibração a partir de soluções-
padrão estoque com concentração 1 g.dm-3.
Todo o material utilizado nas análises de minerais foi rigorosamente limpo,
de modo a evitar contaminação por traços de minerais. O material foi higienizado
com detergente neutro, enxaguado em água corrente, imerso em solução ácida
de ácido clorídrico (pH <1) por 1 h e enxaguado três vezes com água desionizada.
3.5.7. Ácido ascórbico
A concentração de ácido ascórbico foi determinada por titulometria, segundo
as Normas Analíticas do Instituto Adolfo Lutz (Pregnolatto e Pregnolatto, 1985).
Cerca de 5 g de amostra in natura ou 2 g de amostra desidratada foi triturada em
46
volume conhecido de água destilada até completa homogeneização e em seguida
filtrada em papel de filtro. Foram adicionadas, ao filtrado, soluções de iodeto de
potássio a 10% (p/v) e solução de amido a 1% (p/v). Em seguida, a solução obtida
foi titulada com solução de iodato de potássio 0,01 N com auxílio de bureta digital
de 50 mL (BRAND) até coloração azul. O teor de ácido ascórbico foi calculado
pela fórmula:
( )m
100FVg100/mgCaminVita
××= (7)
Em que:
V = volume de iodato de potássio gasto na titulação, mL
F = 8,806 (fator de correção)
m = massa da amostra (g)
3.5.8. Cor (Parâmetros L, a, b e oh)
A determinação da cor foi realizada com colorímetro MINOLTA, modelo CR
300, em três pontos distintos da amostra e a média dos resultados foi expressa
em ângulo de cor (oh), e por meio dos parâmetros de Hunter: L, a e b. O ângulo
de cor (oh) é uma medida da tonalidade e é representado por valores entre 0 e
360º. Ângulos entre 0 e 90º são representados pelas cores vermelhas, laranjas e
amarelas; de 90 a 180º são as amarelas, as amarelo-verdes e as verdes; de 180
a 270º são as verdes, as verde-azuladas e as azuis; de 270 a 360º são as azuis,
as púrpuras, as magentas e novamente as vermelhas. Um valor ºh de 360º é igual
ao valor 0º. Na escala de Hunter, o índice L mede a luminosidade, que varia de 0
(zero), para amostras totalmente pretas, a 100 para amostras totalmente brancas.
O índice a mede a variação da cor verde (sinal negativo) à vermelha (sinal
positivo). O índice b mede a variação da cor azul (sinal negativo) à amarela (sinal
positivo). Valores de a e b iguais a zero equivalem à cor cinza (Figura 6).
As leituras foram feitas nas mesmas amostras in natura, depois do
branqueamento, da desidratação por imersão e impregnação e da secagem por
convecção, bem como depois do armazenadas sob refrigeração a 7 oC em B.O.D
a cada 30 dias durante três meses.
47
Figura 6 - Ilustração dos parâmetros de cor L, a e b na escala de Hunter. Fonte: HunterLab (2005).
3.6. Análise sensorial
3.6.1. Teste de aceitação
Este teste foi feito com o objetivo de determinar a aceitação do produto em
relação ao aroma, à aparência geral, à textura e ao sabor. Foram oferecidas a 77
participantes, monadicamente, quatro amostras de goiaba secas pré-desidratadas
em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025%
e açúcar invertido sem diluição e uma amostra seca sem pré-tratamento
osmótico, num total de cinco amostras. As amostras foram de tamanho relativo a
1/8 de goiaba, colocadas em copos plásticos descartáveis de 50 mL, casualizadas
em códigos com três dígitos aleatórios (Pereira et al., 2003).
Para descrever o grau de aceitação do produto pelos participantes foi
empregado o método da escala hedônica estruturada de nove pontos: 9 (gostei
extremamente), 8 (gostei muito), 7 (gostei moderadamente), 6 (gostei
ligeiramente), 5 (não gostei, nem desgostei), 4 (desgostei ligeiramente), 3
(desgostei moderadamente), 2 (desgostei muito), 1 (desgostei extremamente)
(Silveira et al., 1996; Pereira et al., 2003). Um formulário apropriado foi utilizado
para registro dos dados (Figura 7).
48
TESTE DE ACEITAÇÃO
NOME:_______________________________________________SEXO:_______
Você vai receber seis amostras de goiaba desidratada. Por favor, prove-as e
marque na escala abaixo o quanto você gostou dos produtos.
Amostras Atributo Avaliação 021 345 786 438 527 902
Gostei extremamente Gostei muito Gostei moderadamente Gostei ligeiramente
Aroma Não gostei nem desgostei Desgostei ligeiramente Desgostei moderadamente Desgostei muito Desgostei extremamente Gostei extremamente Gostei muito Gostei moderadamente Gostei ligeiramente
Sabor Não gostei nem desgostei Desgostei ligeiramente Desgostei moderadamente Desgostei muito Desgostei extremamente Gostei extremamente Gostei muito Gostei moderadamente Gostei ligeiramente
Aparência Não gostei nem desgostei Desgostei ligeiramente Desgostei moderadamente Desgostei muito Desgostei extremamente Gostei extremamente Gostei muito Gostei moderadamente Gostei ligeiramente
Textura Não gostei nem desgostei Desgostei ligeiramente Desgostei moderadamente
Desgostei muito Desgostei extremamente
Intenção de compra: Compraria ( ) Não compraria ( )
COMENTÁRIOS:
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Figura 7 - Formulário modelo para avaliação sensorial.
49
3.6.2. Teste de intenção de compra
Este teste foi feito com os mesmos participantes e as mesmas amostras
utilizadas no teste de aceitação descrito no item 3.6.1. Depois de experimentarem
as amostras, estes assinalaram, no mesmo formulário (Figura 7), se comprariam
ou não o produto oferecido.
3.7. Análises estatísticas
3.7.1. Cinética da DII e análises físico-químicas
Para as análises estatísticas dos dados obtidos nas determinações físico-
químicas e na cinética da desidratação osmótica das amostras foi utilizado o
delineamento experimental em blocos casualizados (DBC) com arranjo fatorial
(tratamentos de desidratação x períodos de amostragem). Foi utilizado um
tratamento adicional (controle, sem pré-tratamento osmótico) para as análises dos
teores de água, carboidratos, proteínas, lipídios, fibras, cinzas, vitamina C e
parâmetros de cor (L, a e b). Para as análises da cinética da DII e do teor de
sólidos solúveis foram utilizados três repetições e para as demais análises físico-
químicas utilizou-se quatro repetições, sendo cada fruto correspondente a um
bloco. Empregou-se o seguinte modelo estatístico:
Yijk = µ + ai + ßj + ai ßj + ? k + eijk
Em que:
Yijk = Valor observado para a variável em estudo referente a k-ésima
repetição da combinação do tratamento i com a etapa j;
µ = Média de todas as unidades experimentais para a variável em estudo;
ai = Efeito do i-ésimo nível do fator A no valor observado Yijk;
ßj = Efeito do j-ésimo nível do fator B no valor observado Yijk;
ai ßj = Efeito da interação do i-ésimo nível do fator A com o j-ésimo nível do
fator B;
? k = Efeito do k-ésimo bloco no valor observado Yijk;
eijk = Erro associado à observação Yijk.
50
Os dados obtidos foram avaliados por análise de variância (ANOVA), depois
da verificação da normalidade dos dados e homogeneidade das variâncias dos
tratamentos pelos testes de Liliefors e Barttlet, respectivamente. As interações
significativas pelo teste “F” da ANOVA foram desdobradas e as médias dos
tratamentos dentro de cada etapa ou período de amostragem foram comparadas
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade ou analisadas por análise de
regressão (perda de água, ganho de sólidos, perda de massa e teor de sólidos
solúveis). Para melhor interpretação dos resultados, os tratamentos foram
também avaliados por meio de contrastes ortogonais, por constituírem grupos de
tratamentos, sendo as comparações feitas entre e dentro dos grupos. A
significância dos contrastes foi testada pelo teste “F” a 1% e 5% de probabilidade
ou por meio da diferença entre os coeficientes ß1 das equações de regressão
(perda de água, ganho de sólidos, perda de massa e teor de sólidos solúveis). Os
grupos de tratamentos contrastados foram os seguintes: com DII vs sem DII (C1),
sacarose vs açúcar invertido (C2), açúcar invertido diluído a 70% vs açúcar
invertido sem diluição (C3), sacarose a 70% vs sacarose a 50% (C4), sacarose a
70% vs sacarose a 30% + sucralose a 0,025% (C5).
3.7.2. Análise sensorial
No caso da análise sensorial, foi utilizado o delineamento experimental
inteiramente casualizado (DIC), com 77 repetições (participantes do teste de
aceitação) e cinco tratamentos, seguindo o modelo abaixo:
Yij = µ + ti + eij
Em que:
Yij = Valor observado para a variável em estudo referente ao i-ésimo
tratamento na j-ésima repetição;
µ = Média de todas as unidades experimentais para a variável em estudo;
ti = Efeito do tratamento i no valor observado Yij;
eijk = Erro experimental.
51
Os dados foram avaliados por análise de variância (ANOVA) e as médias
comparadas pelo teste de Tukey.
As análises estatísticas foram realizadas com o auxílio do aplicativo
computacional SAEG, versão 9.0, FUNARBE – Fundação Artur Bernardes,
Universidade Federal de Viçosa – UFV.
52
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Caracterização da fruta in natura
A caracterização das goiabas frescas (in natura) no estádio 3 de
maturação (verde-amareladas), em base úmida, encontra-se na Tabela 5.
Tabela 5 - Características de goiabas cv Pedro Sato no estádio 3 de maturação
Característica Média ± DP Característica Média ± DP
Teor de água (%) 86,7 ± 1,1 L 66,29 ± 2,48
Massa (g) 185,5 ± 37,3 a 10,90 ± 1,35
DL (cm) 7,9 ± 0,8 b 31,09 ± 0,82
DE (cm) 6,8 ± 1,0 ºh 106,50 ± 3,14
DL/DE 1,2
Cor da casca
C 49,13 ± 1,02
EP (cm) 0,83 ± 0,17 L 43,63 ± 7,03
SST (ºBrix) 8,6 ± 1,3 a 23,82 ± 2,35
ATT (% ácido cítrico) 0,46 ± 0,05 b 12,84 ± 1,95
SST/ATT 18,7 ºh 35,17 ± 4,24
pH 4,03 ± 0,23
Cor da polpa
C 33,56 ± 3,60
DL: diâmetro longitudinal; DE: diâmetro equatorial; EP: espessura da polpa; SST: sólidos
solúveis totais; ATT: acidez total titulável. L, a, b: coordenadas de Hunter, ºh: ângulo de cor
(tonalidade); C: cromaticidade
53
O teor de água obtido encontra-se entre os teores apresentados na
Tabela Brasileira de Composição de Alimentos (Lima et al., 2006) e aqueles
obtidos por Pereira et al. (2003) em goiabas cv Paluma, que são de 85 e 87%,
respectivamente. Azzolini et al. (2004), trabalhando com o mesmo cultivar de
goiaba (Pedro Sato) e mesmo estádio de maturação, relataram valores
semelhantes de massa (170 ± 10 g), cor da casca (ºh entre 108 e 112) e cor
da polpa (C = 34,57) e maiores para acidez total titulável (0,51% de ácido
cítrico) e valores ligeiramente menores para sólidos solúveis totais (7,60 ºBrix)
contribuindo com menor relação SST/ATT (15,10). O teor de água desta
variedade de goiaba não foi determinado por estes últimos autores. Os frutos
utilizados no presente trabalho eram, portanto, mais doces e menos ácidos
que os estudados pelos autores supracitados. A relação diâmetro
longitudinal/diâmetro equatorial (DL/DE) foi maior que um (1,16), confirmando
o formato oblongo dos frutos (Pereira, 1995).
4.2. Cinética da desidratação por imersão-impregnação
A perda de água (ω), o ganho de sólidos (δ) e a redução de massa (µ)
dos pedaços de goiaba a partir de 0,08 h do processo de desidratação por
imersão-impregnação nas soluções de sacarose 70% (T1), sacarose 50%
(T2), sacarose 30% + sucralose 0,025% (T3) e açúcar invertido sem diluição
(T5) são mostrados nas Figuras 8, 9 e 10, respectivamente. Mudanças na
declividade (β1) das curvas permitem distinguir duas fases distintas para o
comportamento das variáveis ? , δ e µ em função do tempo (t). Na primeira
(fase 1), a perda de água, o ganho de sólidos e a redução de massa foram
muito rápidos e aconteceram nas primeiras 0,5 h do processo. Em seguida
(fase 2), o fluxo de massas passou a decrescer gradualmente tendendo ao
equilíbrio a partir de 1,5 h, com exceção do tratamento com açúcar invertido
sem diluição, que continuou apresentando perda de água, porém em taxa
menos acentuada.
54
05
1015202530354045
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Tempo, h
Per
da
de
águ
a, %
Sac 30% + Suc 0,025% Sac 50% Sac 70% AISD
Figura 8 – Perda de água (ω) dos pedaços de goiaba em função do tempo
de desidratação por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025% e açúcar invertido sem diluição (AISD).
0123456789
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Tempo, h
Gan
ho
de
sólid
os,
%
Sac 30% + Suc 0,025% Sac 50% Sac 70% AISD
Figura 9 – Ganho de sólidos dos pedaços de goiaba em função do tempo de
desidratação por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025% e açúcar invertido sem diluição (AISD).
55
05
10152025303540
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Tempo, h
Red
uçã
o d
e m
assa
, %
Sac 30% + Suc 0,025% Sac 50% Sac 70% AISD
Figura 10 – Redução de massa (µ) dos pedaços de goiaba em função do
tempo de desidratação por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025% e açúcar invertido sem diluição (AISD).
Estes resultados estão em conformidade com os relatados por Kowalska
e Lenart (2001) na desidratação osmótica de maçã, abóbora e cenoura, em
que as maiores taxas de perda de água e de ganho de sólidos também
ocorreram durante os primeiros 30 min do processo. Park et al. (2002)
relataram maior perda de água e ganho de sólidos em cubos de pêra D’anju
até os 40 min de imersão em soluções osmóticas de 40, 55 e 70 ºBrix, a partir
do qual houve também redução nas taxas de redução de massa. Este último
resultado pode ser devido ao formato das amostras (cubos) apresentarem
menor área superficial de exposição levando ao décrescimo do fluxo de massa
somente a partir dos 40 min. Entretanto, Cardoso Andrade et al. (2007)
mostraram que o fluxo de massa entre pedaços de jenipapo e as soluções de
sacarose a 30, 50 e 70% começou a reduzir consideravelmente depois das
duas primeiras horas de DII atingindo o equilíbrio apenas às 12, 24 e 32 h de
osmose, respectivamente. Os autores argumentaram que este tempo mais
longo é devido, provavelmente, ao tipo de tecido desta fruta, mais permeável
ao soluto osmótico.
As equações representando a variação dos parâmetros ω, δ e µ, entre
0,08 e 2 h foram obtidas por análise de regressão e testadas pelo teste F da
56
análise de variância. O melhor modelo de regressão foi escolhido pelo
coeficiente de determinação (R2) e pela significância dos coeficientes da
regressão ( 1β̂ ) que foram testados pelo teste t (Student). As equações de
regressão com seus respectivos coeficientes de determinação para estas
variáveis encontram-se nas Tabelas 6, 7 e 8.
Tabela 6 – Equações e coeficientes de determinação (R2) para perda de água (ω, %) em função do tempo t (h), para pedaços de goiaba desidratados por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025% e açúcar invertido sem diluição (AISD)
Tratamento Equação de regressão R2
T1 Sacarose 70% ω̂ = 5,9779Ln(t)** + 23,22 0,98
T2 Sacarose 50% ω̂ = 5,2710Ln(t)** + 19,47 0,94
T3 Sac 30% + Suc 0,025% ω̂ = 3,11990Ln(t)** + 11,72 0,95
T5 AISD ω̂ = 9,0442Ln(t)** + 33,05 0,95
**significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste t.
Tabela 7 – Equações e coeficientes de determinação (R2) para ganho de sólidos (δ, %) em função do tempo t (h), para pedaços de goiaba desidratados por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025% e açúcar invertido sem diluição (AISD)
Tratamento Equação de regressão R2
T1 Sacarose 70% δ̂ = 1,2179Ln(t)** + 5,32 0,89
T2 Sacarose 50% δ̂ = 0,8854Ln(t)** + 3,27 0,82
T3 Sac 30% + Suc 0,025% δ̂ = 0,9821Ln(t)** + 3,52 0,80
T5 AISD δ̂ = 1,5426Ln(t)** + 6,01 0,88
**significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste t.
57
Tabela 8 – Equações e coeficientes de determinação (R2) para redução de massa (µ, %) em função do tempo t (h), para pedaços de goiaba desidratados por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025% e açúcar invertido sem diluição (AISD)
Tratamento Equação de regressão R2
T1 Sacarose 70% µ̂ = 4,7601Ln(t)** + 17,90 0,99
T2 Sacarose 50% µ̂ = 4,3856Ln(t)** + 16,19 0,95
T3 Sac 30% + Suc 0,025% µ̂ = 2,2169Ln(t)** + 8,20 0,98
T5 AISD µ̂ = 7,7295Ln(t)** + 26,82 0,95
**significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste t. Os coeficientes 1β̂ das equações de regressão foram comparados entre
si e testados aos níveis de 5% e de 1% de probabilidade pelo teste “t” (na)
Tabela 9. Observou-se que apenas a diferença entre os coeficientes 1β̂ das
equações referentes aos tratamentos com sacarose 30% + sucralose 0,025%
e açúcar invertido sem diluição (AISD) foram estatisticamente significativos
pelo teste t para a variável perda de água (ω).
Tabela 9 – Diferenças entre os coeficientes de regressão ( 1β̂ ) das equações de regressão para perda de água, aumento de sólidos e redução de massa de goiaba desidratada por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70% (T1), sacarose 50% (T2), sacarose 30% + sucralose 0,025% (T3) e açúcar invertido sem diluição (T5)
Diferença entre os coeficientes de regressão ( 1β̂ ) Tratamentos
ω δ µ
T1 e T2 0,3514 0,6188 0,0838
T1 e T3 1,3304 0,5059 0,5069
T1 e T5 -1,5284 -0,4733 -0,5935
T2 e T3 0,9789 -0,1130 0,4232
T2 e T5 -1,8798 -1,0921 -0,6773
T3 e T5 -2,8587** -0,9792 -1,1005
**significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste t.
58
4.2.1. Perda de água e ganho de sólidos
Em termos práticos, observou-se que amostras pré-tratadas em soluções
mais concentradas de sacarose exibiram perda de água maior durante todo o
tempo de osmose (Figura 8). Depois de 2 h de processamento verificou-se
que a perda de água aumentou de 15,1 para 28,4% quando a concentração da
solução de sacarose foi elevada de 30 para 70%. A solução de sacarose 50%
proporcionou fluxo de água um pouco inferior à de sacarose 70%, culminando
com 24,5% de perda no processo. Resultados semelhantes foram mostrados
por Viberg et al. (1998) que, ao estudarem duas variedades de morango
(Honeoye e Dania) pré-tratados osmoticamente, observaram que a perda de
água aumentou com a elevação da concentração de açúcar de 20 até 85% de
sacarose. Park et al. (2002) também relataram, em cubos de pêra D’anju
desidratados com solução de sacarose entre 40 e 70 ºBrix, que a perda de
água aumentou com o aumento da concentração do xarope. Estes últimos
autores encontraram valores de perda de água de cerca de 30 a 40%, maiores
que os encontrados no presente trabalho em 2h de desidratação. Esse
resultado deve-se, provavelmente, às diferenças nos tecidos dos diversos
tipos de frutas.
Entre os três níveis de sacarose estudados a solução a 70%
proporcionou maior ganho de sólidos (6,4%) que as demais (Figura 9). No
entanto, os xaropes com sacarose 30% + sucralose 0,025% e sacarose 50%
mostraram comportamento muito semelhante, resultando em ganho de 5,1 e
4,7%, respectivamente. Sendo assim, conclui-se que no tratamento com
sacarose 50% a perda de água e o ganho de sólidos foram análogos aos
tratamentos com sacarose 70% e sacarose 30% + sucralose 0,025%,
respectivamente. No trabalho de Khoyi e Hesari (2006) com desidratação
osmótica de fatias de damascos com 10 mm de espessura, semelhanças
foram observadas na perda de água em solução de sacarose 60 e 70% e no
ganho de sólidos em soluções de sacarose 50 e 60%, em 6 h de
processamento.
Da mesma forma, Souza Neto et al. (2005) relataram, na desidratação
osmótica de cubos de mangas, a 65 ºC, que até 4 h de processamento em
houve maior ganho de sólidos pelas amostras tratadas em solução de
59
sacarose a 65 ºBrix (cerca de 10%) e aquelas desidratadas em soluções a 45
e 55 ºBrix apresentaram valores bem próximos (9%). A partir deste tempo e
até o final do processamento (5 h), os pedaços de manga imersos em xarope
a 55 ºBrix passaram a ganhar mais sólidos igualando-se aos desidratados em
maior concentração de sacarose (10%) distanciando daqueles submetidos à
solução de 45 ºBrix.
Contrariando os autores supracitados, Giraldo et al. (2003) relataram que
na desidratação osmótica de cilindros de manga, a 30 ºC, tratados com
sacarose a 45 ºBrix, o ganho de sólidos e a perda de água foram maiores que
naqueles desidratados em solução de sacarose a 65 ºBrix. Os resultados
contraditórios entre os experimentos com manga são devidos, possivelmente,
às diferenças tanto na temperatura de processamento (65 vs 30 ºC) quanto na
geometria das amostras (cubos vs cilindros) utilizadas pelos respectivos
autores. O efeito da temperatura pode ser bem evidenciado no trabalho de
Khoyi e Hesari (2006) com desidratação osmótica de fatias de damascos. Foi
observado que para uma mesma concentração de solução (sacarose a 60 ou
a 70%), houve um aumento significativo na perda de água ao se elevar a
temperatura de 30 para 60 ºC. Neste mesmo experimento, no tratamento com
sacarose 70%, verificou-se maior ganho de sólidos nas amostras desidratadas
a 60 ºC que naquelas tratadas a 30 ºC até 4 h de desidratação. A partir deste
tempo houve aumento no ganho de sólidos dos cilindros de manga
desidratados a 30 ºC chegando, no final do processo, a valores bem
semelhantes aos desidratados a 60 ºC. Portanto, o ganho de sólidos superior
apresentado pelas amostras de manga desidratadas em solução de sacarose
a 65 ºBrix no experimento de Souza Neto et al. (2005), em comparação
àquelas desidratadas em mesma concentração de sacarose no trabalho de
Giraldo et al. (2003), deve-se à menor temperatura utilizada pelos primeiros
autores (30 ºC) em relação aos últimos (65 ºC).
Giraldo et al. (2003) explicaram que o choque osmótico causado por
soluções muito concentradas levou à rápida perda de água pelas células
externas e a um conseqüente colapso na estrutura das mesmas. Estas células
formaram uma camada rígida ao redor dos pedaços de fruta funcionando
como barreira protetora contra a entrada de sólidos par o interior das
amostras. Isto pode ser considerado uma vantagem por permitir a manutenção
60
das características do produto mais próximas daquelas do fruto fresco, com
menor incorporação de açúcar (Lazarides, 1994).
Cardoso Andrade et al (2007) também demonstraram na desidratação
osmótica de pedaços de jenipapo a 30, 50 e 70% de sacarose, que embora as
concentrações mais altas de açúcar favoreçam a perda de água, elas
promovem simultaneamente maior ganho de sólidos.
No caso das amostras pré-desidratadas em solução de açúcar invertido
(AISD), verificou-se maior perda de água (42,5%) e ganho de sólidos (8,2%)
que nos tratamentos com sacarose (Figuras 8 e 9), contrariando em parte
relatos da literatura que afirmam ser o fenômeno da impregnação de açúcar
favorecido por moléculas de baixo peso molecular, enquanto o efeito da
desidratação é diretamente proporcional ao tamanho das moléculas
(Torreggiani, 1993; Raoult- Wack, 1994 e Lazarides et al., 1995).
O observado neste trabalho se deve, possivelmente, ao maior efeito
osmótico exercido pelo açúcar invertido usado sem diluição em relação aos
demais, proporcionando maior fluxo de massa da fruta para o meio. Além
disso, o açúcar invertido, por conter moléculas menores (glicose e frutose)
comparado à sacarose, penetra mais nos tecidos da fruta e forma uma
camada menos concentrada de açúcar na periferia das mesmas, com menor
chance de cristalização, permitindo, assim, maior saída de água (Riva et al.,
2005). Bolin et al. (1983), ao fazerem um estudo histológico de fatias de maçã
submetidas à DII com xarope de frutose (HFCS) e de sacarose, mostraram
que com o decorrer do tempo a frutose passou a ser mais absorvida que a
sacarose e, depois de 5 h, as fatias imersas no xarope de frutose tinham
absorvido 70% a mais de sólidos que aquelas em solução de sacarose.
Segundo Chandrasekaran e King (1972), apud Bolin et al. (1983), a frutose
apresenta coeficiente de difusão 32% maior que o da sacarose.
Karathanos et al. (1995) obtiveram resultados similares na desidratação
osmótica de maçãs em soluções de sacarose e glicose a 15, 30 e 45%, em
que as amostras desidratadas em glicose apresentaram maior ganho de
sólidos que aquelas desidratadas em sacarose. Segundo estes autores, a
glicose exerce maior efeito osmótico que a sacarose devido à sua menor
massa molecular (praticamente a metade), sendo assim, existe praticamente o
dobro de moléculas de glicose que de sacarose na solução.
61
4.2.2. Redução de massa
A redução de massa, durante a desidratação por imersão-impregnação,
corresponde à diferença entre a perda de água e o ganho de sólidos (solutos
osmóticos). Como já descrito, a utilização de solução de sacarose 70% como
meio osmótico proporcionou perda de água ligeiramente maior que a solução
de sacarose 50% (Figura 8). No entanto, a solução mais concentrada de
sacarose levou também ao maior ganho de sólidos (Figura 9), culminando com
redução de massa muito próxima (22%) ao do tratamento com sacarose 50%,
que foi de 20% (Figura 10). As amostras submetidas à solução de sacarose
30% + sucralose 0,025% apresentaram perda de água muito menor que as
demais, implicando em redução de massa inferior a 10%. Souza Neto et al.
(2005) relataram que cubos de manga desidratados em xaropes de sacarose a
45, 55 e 65 ºBrix, apresentaram redução de massa superior, com valores de
cerca de 18, 24 e 28%, respectivamente. Este fato, possivelmente seja devido
à maior temperatura de DII (65 ºC) utilizada por estes autores em comparação
àquela utizada no presente trabalho (50 ºC).
Para evitar grandes alterações no perfil sensorial e nutricional do produto,
a eficiência do processo de desidratação osmótica pode ser avaliada pela
ocorrência de maior perda de água e menor ganho de sólidos (Lazarides,
1994; Khoyi e Hesari, 2006). Deste modo, o tratamento com solução de
sacarose 50% apresentou melhor desempenho, pois mostrou-se semelhante
àquele com sacarose 70% no que diz respeito à perda de água (Figura 8) e
similar ao de sacarose 30% + sucralose 0,025% em relação ao ganho de
sólidos (Figura 9), culminando, assim, com redução de massa também similar
à sacarose 70% (Figura 10). Além disto, a solução de sacarose 50%, em
relação à mais concentrada, proporcionaria além de economia significativa de
matéria-prima e do custo de produção, menor impacto sobre os resíduos a
serem tratados.
No final da DII, a solução osmótica de AISD, apesar de ter promovido
maior ganho de sólidos, levou também a perda de água superior a dos demais
tratamentos (Figuras 8 e 9) possibilitando redução de massa de 34,3%, valor
maior que os obtidos nas demais condições de processo. Ponting et al. (1966)
mostraram que as taxas de perda de massa em fatias de maçãs desidratadas
62
em açúcar invertido e em sacarose foram semelhantes. No entanto, estes
autores argumentam que, teoricamente, na mesma concentração, o primeiro
deveria ser mais efetivo que o segundo, porque, quando completamente
invertido, ele tem duas vezes mais moléculas por unidade de volume que a
solução de sacarose. Da mesma forma, El-Aquar et al. (2006) relataram
redução de massa 20% maior em amostras de mamão desidratadas em
xarope de milho diluído entre 44 a 56% que nas tratadas em soluções de
sacarose com mesma concentração, em processamento a 46 ºC por 210 min.
4.3. Teor de Sólidos solúveis (ºBrix)
4.3.1. Nos pedaços de goiaba
O teor de sólidos solúveis (ºBrix) nos pedaços de goiaba desidratados por
imersão-impregnação nas soluções de sacarose 70% (T1), sacarose 50%
(T2), sacarose 30% + sucralose 0,025% (T3) e açúcar invertido sem diluição
(T5), exibiram aumento linear significativo com o tempo de desidratação
(Figura 11). As equações e os coeficientes de regressão (R2) obtidos na
análise de regressão são mostrados na Tabela 10.
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0,08 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2
Tempo, h
oB
rix
da
fru
ta
Sac 30% + Suc 0,025% Sac 50% Sac 70% AISD
Figura 11 - Variação do teor de sólidos solúveis (°Brix) de goiaba em função do tempo de desidratação por imersão-impregnação em soluções de sacarose 70% (Sac 70%), sacarose 50% (Sac 50%), sacarose 30% + sucralose 0,025% (Sac 30% + suc 0,025%) e açúcar invertido sem diluição (AISD).
63
Tabela 10 –Equações e coeficientes de regressão (R2) para o teor de sólidos solúveis (°Brix) estimado, em goiaba, em função do tempo t (h) de DII em soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sac 30% + suc 0,025% e açúcar invertido sem diluição (AISD)
Tratamento Equação de regressão R2
T1 Sacarose 70% ºBrix = 1,8274**t + 6,3 0,97
T2 Sacarose 50% ºBrix = 1,3302**t + 6,5 0,96
T3 Sac 30% + Suc 0,025% ºBrix = 0,9206**t + 5,7 0,96
T5 AISD ºBrix = 2,7183**t + 4,8 0,93
**significativo ao nível de 1% de probabilidade pelo teste t. No entanto, por meio da diferença entre os coeficientes de regressão
1β̂ (Tabela 11) verifica-se que entre os tratamentos, apenas os pedaços de
goiaba desidratados em açúcar invertido (T5) foram estatisticamente diferentes
daqueles desidratados em sacarose 50% (T2) e em sacarose 30% + sucralose
0,025% (T3). As amostras submetidas aos tratamentos T5, T1, T2 e T3
apresentaram aumento dos sólidos solúveis de cerca de 6 ºBrix (in natura)
para 29,7, 21,0, 16,6 e 12,7 ºBrix, respectivamente, após desidratação
osmótica (Figura 11).
Tabela 11 – Diferenças entre os coeficientes de regressão (ß1) das equações de regressão para aumento de sólidos solúveis em goiaba desidratada em soluções de sacarose 70% (T1), sacarose 50% (T2), sacarose 30% + sucralose 0,025% (T3) e açúcar invertido sem diluição (T5)
Tratamentos Diferença entre os coeficientes de regressão (ß1)
T1 e T2 0,92ns
T1 e T3 1,68ns
T1 e T5 1,65ns
T2 e T3 0,76ns
T2 e T5 2,57*
T3 e T5 3,33**
* e **: significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste t.
64
Resultados apresentados por Valera et al. (2005) também mostraram que
o aumento da concentração da solução osmótica foi estatisticamente
significativo para o aumento dos sólidos solúveis em mangas, e que, em
relação ao valor inicial (15,5 ºBrix) os valores duplicaram, triplicaram e
alcançaram 48 ºBrix nos tratamentos com xarope de glicose a 50, 60 e 70
ºBrix, respectivamente.
4.3.2. Nas soluções osmóticas
A Figura 12 mostra que não houve diferença significativa nos teores de
sólidos solúveis totais das soluções osmóticas durante as duas horas de DII.
As soluções de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose
0,025% e açúcar invertido sem diluição, variaram, respectivamente, de 40,7 a
39,8; de 35,0 a 32,3; de 27,2 a 26,0 e de 67,2 a 62,2 ºBrix do início ao final do
processo.
20
30
40
50
60
70
0 0,08 0,25 0,5 0,75 1 1,5 2
Tempo, h
0B
rix
da
s s
olu
çõ
es
Sac 30%+Suc 0,025% Sac 50% Sac 70% AISD
Figura 12 - Teor de sólidos solúveis (°Brix) das soluções osmóticas de
sacarose 70% (T1), sacarose 50% (T2), sacarose 30% sucralose 0,025% e açúcar invertido sem diluição (T5), ao longo da desidratação por imersão-impreganção (DII).
ºBrixT5 = 63,5
ºBrixT1 = 39,8
ºBrixT2 = 32,3
ºBrixT3 = 32,3
65
Segundo Lima et al. (2004), os fluxos de massa que ocorrem durante a
DII propiciam uma variação da concentração das soluções com redução dos
gradientes de concentração entre fruta e xarope ao longo do processamento.
A razão fruta:xarope de 1:10 utilizada na DII, neste trabalho, foi capaz de
manter a concentração da solução praticamente inalterada durante o
processo.
4.4 Acidez e pH
A acidez total titulável (ATT), expressa como porcentagem de ácido
cítrico (% b.s.) e o pH das amostras de goiaba in natura e depois da imersão
em solução de ácido ascórbico (IAA), da desidratação por imersão-
impregnação (DII) e da secagem por convecção (SC) são apresentados na
Tabela 12.
Tabela 12 – Acidez total titulável (% de ácido cítrico, b.s.) e pH de goiaba in natura (IN) e depois da imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), da desidratação por imersão-impregnação (DII) e da secagem por convecção (SC).
1sacarose 70%, 2sacarose 50%, 3sacarose 30% + sucralose 0,025%, 4açúcar invertido 70%, 5Açúcar invertido sem diluição. Valores seguidos de mesma letra na coluna não diferem entre
si em nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Tratamento Etapa Sac 70%1
Sac 50%2
Sac 30% + suc 0,025%3
AI 70%4 AISD5
Teor de água (%)
85,8 84 87,7 87,6 87,5
IN 2,89 a 3,63 a 3,13 a 3,14 a 3,60 a
IAA 3,06 a 3,87 a 3,18 a 3,51 a 3,49 a
DII 1,50 b 2,01 b 2,49 ab 1,98 b 1,63 b Ácido cítrico
(%)
SC 0,95 b 1,30 b 1,69 b 1,84 b 1,04 b
IN 4,27 a 3,79 a 4,27 ab 4,04 a 3,95 a
IAA 4,20 a 3,79 a 4,13 b 3,96 a 3,78 a
DII 4,13 a 3,73 a 4,32 ab 4,03 a 3,99 a pH
SC 4,06 a 3,97 a 4,40 a 4,03 a 3,95 a
66
Foram observadas variações no teor de ácido cítrico da fruta in natura no
intervalo de 2,89 a 3,63 % que, convertidos para b.u., correspondem ao
intervalo de 0,38 a 0,58%. Azzolini (2002) encontrou teor intermediário a estes
(0,47%) nesta mesma variedade de goiaba e citou variações ainda maiores,
entre 0,24 a 1,79% de ácido cítrico (b.u.), em trabalho de Gehardt et al. (1997).
Na DII houve redução significativa do teor de ácido cítrico em
praticamente todos os tratamentos, com exceção das amostras desidratadas
em solução de sacarose 30% + sucralose 0,025%. Vários autores já haviam
relatado a ocorrência do fluxo de ácidos orgânicos da fruta para a solução
osmótica, levando à redução na acidez e conseqüente melhoria na qualidade
do produto final em casos de frutas muito ácidas, mas não naquelas com
menor acidez (Ponting et al., 1966; Bolin et al., 1983; Torreggiani, 1993;
Raoult-Wack, 1994; Lenart, 1996). Forni et al. (1997) também relataram
decréscimo no teor de ácido cítrico depois da DII de cubos de damascos em
soluções de maltose, sorbitol e sacarose, a 65%.
Observa-se ainda, na Tabela 12, que não foram verificadas alterações
significativas no pH ao longo de todas as etapas do processamento, em todos
os tratamentos. Este resultado está em conformidade com aquele relatado por
Forni et al. (1997), no entanto, segundo esses autores, a adição de água para
triturar a amostra pode originar valores incorretos de pH devido às mudanças
nas propriedades químicas dos solutos e na potencialidade do H+. Pragati et
al. (2003) descreveram que em amostras secas do fruto aonla (Emblica
officinalis Garten) pré-tratados por osmose, a acidez foi mais baixa (5,33%)
que naquelas submetidas à secagem solar indireta (6,24%), direta (5,98%) ou
em estufa (6,08%).
As perdas percentuais de ácido cítrico depois da etapa de imersão em
ácido ascórbico até o final da desidratação por imersão-impregnação (IAA-DII)
são mostradas na Figura 13. Notou-se maior retenção de ácido cítrico durante
a DII nas amostras tratadas em solução osmótica com menor concentração de
açúcar (21,3% de perdas). Tendo a vista a elevada solubilidade do ácido
cítrico em água (1330 g L-1), possivelmente, a solução de sacarose 30% +
sucralose 0,025% tenha provocado menor grau de lixiviação deste ácido
devido ao menor fluxo de água também observado neste mesmo tratamento
67
conforme já discutido no ítem 4.2. Os demais tratamentos não diferiram entre
si, nesta etapa, apresentando perda média de 49% para os tratamentos.
aa
b
a
a
0
10
20
30
40
50
60P
erd
as d
e ác
ido
cí
tric
o,%
Sac 70%Sac 50%Sac 30%+ Suc
0,025%
AI 70% AI SD
IAA-DII
Figura 13 - Perda de ácido cítrico (%) de goiaba desidratação por imersão-
impregnação. Letras diferentes indicam diferença significativa (P<0,05) entre as médias dos tratamentos.
Estes resultados são similares aos detectados por Maestrelli et al. (2001)
em esferas de melão, em que foi observada redução da acidez titulável de
19,17 e 21,14 para 11,84 e 11,07 meq 100 g-1 (38,24 e 47,63%) nas amostras
desidratadas em solução de sacarose a 60% e para 12,63 e 11,86 meq 100 g-1
(34,11 e 48,41%) nas amostras secas apenas em secador com circulação de
ar, nos cultivares Rony e Mirado, respectivamente. Peiró et al. (2006) também
observaram perdas de ácido cítrico entre 18 a 32% e de 30 a 44% em
operações sucessivas de desidratação osmótica de grapefruit (toranja) e de
abacaxi, respectivamente, em soluções de sacarose a 55 ºBrix.
No entanto, observa-se, por meio do contraste C1, mostrado na Tabela
13, que a sacarose proporcionou maior retenção de ácido cítrico que o açúcar
invertido. Nos contrastes C2 e C4 percebeu-se que tanto a solução mais
concentrada de açúcar invertido (AISD) quanto de sacarose (70%) provocaram
maiores perdas que as soluções menos concentradas destes açúcares
(açúcar invertido 70% e sac 30% + suc 0,025%). Na secagem por convecção
não houve diferença significativa entre os dois tipos de solutos utilizados,
porém, ficou evidenciada diferença entre os níveis de açúcar invertido e entre
68
os tratamentos com sacarose 70% e sacarose 30%, com maior retenção nos
tratamentos menos concentrados.
Tabela 13 – Contrastes entre as médias das perdas de ácido cítrico na DII
Contraste Estimativa do contraste
C1 y= 2 (m1+m2+m3) – 3 (m4+m5) -51,2077**
C2 y= m5 – m4 9,8019*
C3 y= m1 – m2 3,9111ns
C4 y= m1 – m3 29,822**
* e **: significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente, pelo teste t.
4.5. Composição centesimal
As médias dos teores de água (b.u.), carboidratos, proteínas, lipídios,
fibras e cinzas (b.s.) da fruta in natura, e depois da desidratação por imersão-
impregnação e da secagem por convecção forçada de ar (exceto teores de
água) são apresentados na Tabela 14. As amostras in natura, depois da
conversão para base úmida, apresentaram teores de proteínas (0,41 a 0,63 g
100 g-1), de lipídios (0,41 a 0,59 g 100 g-1) e de cinzas (0,61 a 0,89 g 100 g-1),
compatíveis com os dados da literatura em variedades não citadas pelos
autores (Franco, 2001; Lima et al., 2006). Quanto aos teores de fibras e
carboidratos, os valores correspondentes foram, respectivamente, de 2,26 a
4,35 e de 7,39 a 8,65 g 100 g-1 de polpa, valores inferiores aos apresentados
na Tabela Brasileira de Composição de Alimentos (Lima et al., 2006) que são
de 6,2 g 100g-1 para fibras e 13 g 100 g-1 para carboidratos. Estas diferenças
devem-se, possivelmente, ao fato de ao valor de carboidrato da Tabela está
adicionado o de fibra total; no presente trabalho, as análises de fibras foram
realizadas pelo método FDN (Fibra Detergente Neutro), o que não contabiliza
a pectina, por ser esta uma fração solúvel. Análises feitas por Gorinstein et al.
(1999) detectaram teores de fibra total entre 5,14 a 6,04 g 100 g-1 na goiaba
fresca, dentre os quais, 2,39 a 3,01 g 100 g-1 eram de fibra solúvel.
69
Tabela 14 - Teores de água (b.u.), carboidratos, proteínas, lipídios, fibras e cinzas (b.s.) de goiaba in natura (IN), depois da imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), desidratação por imersão-impregnação (DII) e secagem por convecção (SC)
TRATAMENTO COMPONENTE
(%) ETAPA Sac 70%1 Sac 50%2 Sac 30%+
Suc 0,025%3 AI 70%4 AISD5 Controle
(s/ DII)6
Água IN 85,99 A 87,23 A 86,64 A 85,55 A 88,16 A 87,74 A
IN 55,55 bB 61,00 bAB 64,75 bA 60,52 bAB 64,31 bA 60,25 aAB
IAA 53,17 bB 60,35 bA 64,14 bA 62,15 bA 64,66 bA 60,78 aA
DII 71,76 aB 77,57 aA 75,37 aAB 72,02 aB 76,58 aAB - Carboidratos
SC 72,49 aB 78,22 aA 76,82 aAB 72,16 aB 75,59 aAB 62,47 aC
Ganho após DII (%) 16,21 A 16,55 A 10,62 A 11,50 A 12,26 A
IN 4,23 aAB 3,22 aC 3,12 aC 4,36 aA 3,50 aBC 4,10 aAB
IAA 4,28 aA 3,34 aB 3,12 aB 4,24 aA 3,59 aAB 4,15 aA
DII 2,85 bAB 2,22 bB 2,19 bB 3,08 bA 2,40 bAB - Proteínas
SC 2,81 bBC 2,30 bBC 2,16 bC 2,91 bB 2,45 bBC 4,15 aA
Redução após DII (%) 1,38 A 1,00 A 0,93 A 1,29 A 1,10 A
IN 3,76 aB 3,19 aB 3,35 aB 3,74 aB 4,98 aA 3,93 aB
IAA 3,66 abB 2,98 aB 3,39 aB 3,76 aB 4,78 abA 3,78 aB
DII 3,00 abB 2,43 aB 2,42 bB 2,81 bB 4,22 abA - Lipídios
SC 2,85 bB 2,33 aB 2,42 bB 2,61 bB 4,09 bA 3,85 aA
Redução após DII (%) 0,76 A 0,76 A 0,93 A 0,92 A 0,40 A
IN 30,86 aA 28,83 aAB 24,68 aBCD 28,67 aABC 22,03 aD 24,47 aCD
IAA 31,58 aA 28,98 aAB 25,45 aBCD 27,97 aABC 22,45 aD 24,60 aCD
DII 20,13 bA 15,34 bBC 17,53 bABC 18,84 bAB 13,58 bC - Fibras
SC 19,61 bAB 14,60 bD 16,41 bBCD 18,83 bBC 15,05 bCD 23,77 aA
Redução após DII (%) 10,73 AB 13,49 A 7,16 B 9,83 AB 8,45 AB
IN 5,60 aAB 5,11 aB 5,09 aB 4,61 aB 5,16 aB 7,24 aA
IAA 4,79 aB 4,35 aB 3,90 abB 3,87 abB 4,52 abB 6,68 aA
DII 2,29 bA 2,45 bA 2,49 bcA 3,26 abA 3,22 bcA - Cinzas
SC 2,18 bB 2,32 bB 2,19 cB 2,88 bB 2,80 cB 6,81 aA
Redução após DII (%) 2,5 A 2,67 A 2,60 A 1,35 A 1,95 A
1sacarose 70%; 2sacarose 50%; 3sacarose 30%; + sucralose 0,025%; 4açúcar invertido; 70% 5Açúcar invertido sem diluição; 6sem DII. Valores seguidos de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si em nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
70
Com relação aos teores de carboidratos no final do processo, todos os
tratamentos foram considerados estatisticamente iguais, proporcionando um
ganho entre 10,62 a 16,55% (Tabela 14). Esta elevação nos percentuais de
carboidratos das amostras é confirmada pelo aumento dos sólidos solúveis
(ºBrix) das mesmas e é devido à impregnação dos açúcares das soluções
osmóticas. A utilização de sucralose como único soluto osmótico é inviável
devido ao seu alto custo e por ser 600 vezes mais doce que a sacarose.
Sendo assim, este edulcorante foi adicionado à sacarose 30%, na
concentração de 0,025%, com o objetivo de se reduzir o valor energético final
das amostras e obter um produto light, com cerca de 30% menos calorias que
aquele desidratado em solução de sacarose a 50%. Conforme se observou na
Tabela 14, as amostras desidratadas com sac 30% + suc 0,025% e sacarose
50% apresentaram no final da desidratação osmótica um aumento de 16,55 e
10,62%, respectivamente, nos teores de carboidrato. Estes valores indicam
que o edulcorante utilizado foi capaz de reduzir em 35% o ganho final de
açúcares do produto em relação à sac 50%, alcançando, portanto, o objetivo
proposto. A menor elevação nos sólidos solúveis em ºBrix (item 4.3.1) no
tratamento com sac 30% em relação àquele com sac 50% confirma este fato.
A desidratação osmótica de goiabas com o emprego de outros edulcorantes
menos calóricos e com menor poder adoçante, como o sorbitol e o xilitol,
poderiam ser também futuramente testados.
Para melhor ilustrar as modificações na composição de carboidratos,
proteínas, lipídios, fibras e cinzas das amostras de goiaba em todos os
tratamentos do início ao final do processamento os resultados foram também
expressos por meio das Figuras 14, 15, 16, 17 e 18, respectivamente. A
impregnação de solutos nas amostras propiciou a redução percentual dos
demais constituintes da fruta (Figuras 14, 15, 16, 17 e 18), uma vez que os
carboidratos foram calculados por meio da diferença dos demais
componentes. Em todos os tratamentos, os lipídios, proteínas e cinzas
apresentaram redução semelhante. O mesmo não foi verificado no caso das
fibras, em que o tratamento com sac 30% + suc 0,025% proporcionou menor
perda percentual deste nutriente (7,16%). Conforme já discutido, esta
diferença não pôde ser atribuída à perda de pectina na DII, já que neste
trabalho a pectina não foi analisada e está computada juntamente com os
71
teores de carboidratos. Serão necessários trabalhos comlementares a este na
tentativa de elucidar tais fatos.
abbbb
babbbb
b
aaaa
aa
aaaa
a
0
15
30
45
60
75
90
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc
0,025%
AI 70% AI 100% SDII
IN
IAA
DII
SC
Figura 14 – Teor de carboidratos (b.s.) em goiabas in natura (IN), depois da
imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), depois da desidratação por imersão-impregnação (DII) e depois secagem por convecção (SC). Médias seguidas pela mesma letra, nas etapas dentro de cada tratamento, não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
a
a a
a
aaa
a a
a
aa
bb b
b
bb
b b
bb
a
00,5
11,5
22,5
33,5
44,5
5
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc
0,025%
AI 70% AI 100% SDII
IN
IAA
DII
SC
Figura 15 – Teor de proteínas (b.s.) em goiabas in natura (IN), depois da
imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), depois da desidratação por imersão-impregnação (DII) e depois da secagem por convecção (SC). Médias seguidas pela mesma letra, nas etapas dentro de cada tratamento, não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
72
aa a
a
a
a a
ab
aaab
a
ab
bba
ab
ab
bbab
0
1
2
3
4
5
6
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +suc 0,025%
AI 70% AI 100% SDII
IN
IAA
DII
SC
Figura 16 – Teor de lipídios (b.s.) em goiabas in natura (IN), depois da
imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), depois da desidratação por imersão-impregnação (DII) e depois da secagem por convecção (SC). Médias seguidas pela mesma letra, nas etapas dentro de cada tratamento, não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
aa
aa
aa
aa
aa
aa
b
bbb
ba
bb
bb
b
0
5
10
15
20
25
30
35
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc
0,025%
AI 70% AI 100% SDII
IN
IAA
DII
SC
Figura 17 – Teor de fibras (b.s.) em goiabas in natura (IN), depois da imersão
em solução de ácido ascórbico (IAA), depois da desidratação por imersão-impregnação (DII) e depois da secagem por convecção (SC). Médias seguidas pela mesma letra, nas etapas dentro de cada tratamento, não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
73
aa
aaa
a
aa
ab abab
a
b b bcab bc
b b cb c
a
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc
0,025%
AI 70% AI 100% SDII
IN
IAA
DII
SC
Figura 18 – Teor de cinzas (b.s.) em goiabas in natura (IN), depois da
imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), depois da desidratação por imersão-impregnação (DII) e depois da secagem por convecção (SC). Médias seguidas pela mesma letra, nas etapas dentro de cada tratamento, não diferem entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
No processo de desidratação osmótica de jenipapo, Andrade et al. (2003)
observaram redução de 0,72; 1,55 e 1,03% em base úmida para 0,5; 0,3 e
0,3%, nos teores de proteínas, lipídios e cinzas, respectivamente, antes
(81,53% de umidade) e depois da DII (20,89% de umidade). Estes autores não
fizeram alusão aos teores de fibras e de carboidratos totais das amostras.
Peiró-Mena et al. (2006) quantificaram os teores de ácido galacturônico, que
relaciona-se com o teor de pectina, antes e depois da desidratação osmótica
de abacaxi em solução de sacarose a 55 ºBrix e concluiram que há perdas de
cerca de 21% deste tipo de fibra durante o processo. No entanto, o método
para determinação de fibras utilizado no presente experimento não detecta os
teores de pectina das amostras, não nos permitindo atribuir o menor
percentual de fibras em alguns tratamentos ao fato anteriormente relatado.
Estudos complementares a este, deverão ser realizados na tentativa de
verificar se na desidratação osmótica de goiaba há também perda de pectina.
4.6. Teores de minerais
Os teores de minerais (mg 100 g -1 em base seca) de goiabas in natura
(IN), depois da imersão em ácido ascórbico (IAA), depois da desidratação por
74
imersão-impregnação (DII) em solução de sacarose 70%, sacarose 50%,
sacarose 30% + sucralose 0,025%, açúcar invertido 70% (AI 70%) e açúcar
invertido sem diluição (AISD) são apresentados na Tabela 15.
Tabela 15 – Teores de Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn (mg 100 g-1) em goiaba in natura (IN), depois da imersão em solução de ácido ascórbico (IAA) e depois da desidratação por imersão-impregnação (DII)
TRATAMENTO
MINERAL/
ETAPA Sac 70%1 Sac 50%2 Sac 30% +
Suc 0,025%3
AI 70%4 AISD5
IN 197,69 aA 183,30 aA 223,41 aA 204,14 aA 233,14 aA
IAA 158,41 aA 150,44 aA 173,85 aA 170,53 aA 180,48 bA Na
DII 58,65 bA 53,27 bA 87,88 bA 99,26 bA 92,69 cA
IN 2184,72 aA 2144,80 aA 2186,20 aA 2174,00 aA 2149,40 aA
IAA 1798,29 bA 1750,90 bA 1834,30 aA 1863,60 aA 1944,50 aA K
DII 989,64 cB 1217,75 cAB 1459,05 bA 1031,63 bAB 1205,40 bAB
IN 80,17 aB 105,50 aA 115,29 aA 107,42 aA 97,75 aAB
IAA 65,45 aB 86,98 aAB 92,41 bA 85,72 bAB 83,30 aAB Ca
DII 37,84 bA 46,68 bA 55,58 cA 45,10 cA 48,58 bA
IN 63,80 aB 78,26 aAB 93,69 aA 86,10 aA 85,29 aA
IAA 55,21 aB 62,99 aAB 77,30 aA 70,49 aAB 67,60 bAB Mg
DII 32,36 bA 40,69 bA 50,95 bA 36,08 bA 35,72 cA
IN 0,87 aB 1,23 aAB 1,31 aAB 1,35 aA 1,16 aAB
IAA 0,76 aA 0,99 aA 1,04 a bA
1,04 aA 0,94 aA Zn
DII 0,56 aA 0,51 bA 0,70 bA 0,56 bA 0,53 bA
N 1,33 aA 1,40 aA 1,58 aA 1,12 aA 1,07 aA
IAA 1,18 a bA
1,12 a bA
1,33 a bA
1,00 aA 0,87 abA Mn
DII 0,69 bA 0,66 bA 0,97 bA 0,44 bA 0,47 bA
1sacarose 70%; 2sacarose 50%; 3sacarose 30% + sucralose 0,025%; 4açúcar invertido 70%; 5Açúcar invertido sem diluição; 6sem DII. Valores seguidos de mesma letra minúscula na coluna ou maiúscula na linha não diferem entre si em nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Os valores de K, Ca, Mg e Zn obtidos para a goiaba fresca, depois da
conversão para b.u. (87% umidade) apresentaram, respectivamente, 279 a
284; 10,4 a 15,0; 8,29 a 12,18 e 0,11 a 0,17 mg 100 g-1 e mostraram-se
75
semelhantes aos dados apresentados por Queiroz et al. (2006), a saber: 176 a
280; 3,9 a 10,8; 7,3 a 11,4 e 0,16 a 0,24 mg 100 g-1. Os teores de Mn (0,14-0,2
mg 100 g-1) não foram analisados pelo autor supracitado, mas, encontra-se
próximo (0,1 mg 100 g-1) ao valor apresentado na Tabela Brasileira de
Composição de Alimentos (Lima, 2006). Já os teores de Na detectados neste
trabalho contrariam os mostrados por Queiroz et al. (2006) e pela referida
tabela, mas foram similares (22 mg 100 g-1) aos encontrados por Araújo et al.
(1997).
Como pôde ser observado, houve grande variabilidade nos teores de
minerais das amostras. Segundo Sanchez-Castillo et al. (1998) e Hardisson et
al. (2001) muitos fatores podem afetar as concentrações de mineral das
plantas, como: variedade, estado de maturação, tipo e condição do solo,
fertilização, irrigação e clima. As goiabas analisadas, apesar de provenientes
da mesma região, foram obtidas de propriedades diferentes, podendo haver
variações tanto na composição do solo quanto nas doses de fertilizantes
aplicadas.
Verificou-se redução significativa dos teores de todos os minerais do
tempo inicial (IN) até o final da DII, exceto no caso do Zn no tratamento com
sacarose 70% (Tabela 15). Na etapa de imersão em solução de ácido
ascórbico (IAA) foram observadas perdas de cerca de 20, 15, 18, 18, 19 e
15% para o Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn, respectivamente. Ao passo que, na etapa
de DII, o percentual de perdas foi muito mais expressivo, na maioria dos
casos. Este fato pode ser devido à solubilidade dos minerais em água,
permitindo a lixiviação dos mesmos, dos tecidos da fruta para a solução
hipertônica.
Para normalizar as diferenças nos teores iniciais e depois da imersão em
ácido ascórbico e tornar possível a comparação entre os distintos tratamentos
utilizados, foi realizada uma análise das perdas dos minerais em termos
percentuais na etapa que vai da imersão em ácido ascórbico (IAA) até a
desidratação por imersão-impregnação (DII). Os tratamentos foram
posteriormente comparados por meio de contrastes ortogonais entre as
médias e testados pelo teste “F”. As figuras 19, 20, 21, 22, 23 e 24,
apresentam, respectivamente, as reduções percentuais nos teores de Na, K,
Ca, Mg, Zn e Mn, na desidratação por imersão-impregnação (DII), em solução
76
de sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025%, açúcar
invertido sem diluição e diluído a 70%.
a a
aa
a
0
20
40
60
80
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc 0,025%
AI 70% AI SD
Figura 19 – Redução percentual de Na em goiaba na desidratação por imersão-impregnação (IAA-DII). Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Todos os tratamentos foram considerados estatisticamente iguais na
etapa de DII com perdas percentuais de sódio entre 40 e 60% (Figura 19). O
contraste C1 (Tabela 16) revelou que durante a DII a sacarose foi menos
eficiente na retenção de sódio que o açúcar invertido, enquanto os contrastes
C2, C3 e C4 mostraram não haver diferença significativa entre as duas
concentrações de açúcar invertido e entre as soluções de sac 70% com sac
50% ou com sac 30% + suc 0,025%, respectivamente.
Tabela 16 – Contrastes entre as médias dos tratamentos sacarose 70% (m1), sacarose 50% (m2), sacarose 30% + sucralose 0,025% (m3), açúcar invertido 70% (m4) e açúcar invertido sem diluição (m5), para as perdas percentuais de minerais em goiaba, na DII
Estimativa do contraste Contraste Na K Ca Mg Zn Mn
C1 y = 2 (m1+m2+m3) – 3 (m4+m5)
81,38** -51,51** -11,15ns -62,89** -67,49** -84,95**
C2 y= m5– m4 7,86ns -4,41ns -5,25ns 0,19ns -1,21ns -8,83ns
C3 y= m1 – m2 -3,28ns 14,93** -3,67ns 6,53ns -21,32** 2,33ns
C4 y= m1 – m3 11,55ns 24,82** 2,99ns 7,38ns -6,72ns 16,49*
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabildade, respectivamente.
77
O tratamento com sac 30% + suc 0,025% foi o mais eficiente na retenção
de potássio apresentando apenas 20% de perdas, enquanto aqueles com sac
70%, AI 70% e AISD mostraram redução de cerca de 40% deste mineral
(Figura 20).
a
ab
b
aa
0
10
20
30
40
50
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc 0,025%
AI 70% AI SD
Figura 20 – Redução percentual de K em goiaba na desidratação por
imersão-impregnação (IAA-DII). Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Ao contrário do que ocorreu com o sódio, no contraste C1 (Tabela 16)
observou-se que durante a DII, a sacarose proporcionou maior retenção de
potássio que o açúcar invertido. No entanto, no que diz respeito às diferentes
concentrações de sacarose, a diluição a 70% proporcionou maiores perdas de
K que aquelas a 50% (C3) e a 30% (C4), possivelmente por facilitar a saída de
água das amostras carreando maior quantidade de solutos da fruta para o
meio. No caso do açúcar invertido, não foi verificada diferença significativa
entre as duas concentrações utilizadas (C2).
Tanto para o Ca quanto para o Mg (Figuras 21 e 22) não foram
verificadas, na DII, diferenças significativas entre os tratamentos, os quais
exibiram percentuais de perdas também semelhantes para estes dois
minerais, entre 39,8 a 47,5% e 34,6 a 47,9%, para o Ca e o Mg,
respectivamente. O mesmo pôde ser observado por meio dos contrastes C1,
C2, C3 e C4, para o caso do cálcio e C2, C3 e C4 para o caso do Mg, em que
todas as médias dos tratamentos contrastados foram consideradas
estatisticamente iguais (Tabela 16). Entretanto, o contraste C1 revelou que a
78
sacarose proporcionou maior percentual de retenção de Mg que o açúcar
invertido.
a aa
aa
0
10
20
30
40
50
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc 0,025%
AI 70% AI SD
Figura 21 – Redução percentual de Ca em goiaba na desidratação por
imersão-impregnação (IAA-DII). Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
aa a
a a
0
10
20
30
40
50
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc 0,025%
AI 70% AI SD
Figura 22 – Redução percentual de Mg em goiaba na desidratação por
imersão-impregnação (IAA-DII). Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
No caso do zinco (Figura 23), durante a DII, os maiores fluxos deste
mineral para a solução osmótica ocorreram nos tratamentos com sac 50%, AI
70% e AISD (47,2% em média) e o menor fluxo foi verificado no procedimento
com sac 70% (26,4%). Conforme mostrou o contraste C1, o açúcar invertido
proporcionou menor retenção de Zn que a sacarose, semelhante ao que
ocorreu com os minerais Mg e K (Tabela 16). No entanto de acordo com o
79
contraste C4, houve diferença significativa entre as concentrações de
sacarose a 70 e 50%, em que a última concentração provocou maior perda
deste mineral.
b
a
ab
a a
0
10
20
30
40
50
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc 0,025%
AI 70% AI SD
Figura 23 – Redução percentual de Zn em goiaba na desidratação por
imersão-impregnação (IAA-DII). Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Semelhante ao que aconteceu com o potássio, nos tratamentos em que
foi utizado açúcar invertido diluído a 70% e sem diluição e os com sacarose a
70 e a 50% verificou-se maior redução de Mn na DII, com valores de 54,8;
46,0; 42,5 e 40,2%, respectivamente (Figura 24). A solução de sac 30% + suc
0,025% levou à menor perda deste mineral (26,05%).
Mais uma vez, o contraste C1 (Tabela 16) revelou que a sacarose foi
capaz de manter os teores de manganês em níveis mais elevados no final da
DII que o açúcar invertido, assim como no caso do K, Mg e Zn. Por meio do
C4 verificou-se que as concentrações de sac 70% e 30% proporcionaram
perdas significativamente diferentes nas amostras de goiaba. A solução mais
concentrada, possivelmente levou a maior lixiviação deste mineral, análogo ao
que foi notado com o K.
80
ab ab
b
a
ab
0
10
20
30
40
50
60
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc 0,025%
AI 70% AI SD
Figura 24 – Redução percentual de Mn em goiaba na desidratação por
imersão-impregnação (IAA-DII). Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Verifica-se, portanto, que durante a DII, o açúcar invertido, tanto sem
diluição quanto diluído a 70%, foi menos eficiente na manutenção dos níveis
dos minerais analisados, com exceção do Na. Isto pode ser devido ao maior
percentual de desidratação causado por este tipo de açúcar na DII levando à
maior lixiviação dos mesmos para a solução osmótica.
Quanto às concentrações de sacarose, a diluição a 70% provocou maior
redução nos teores de K e Mg que a 30% e maior redução no teor de K e
menor de Zn que a diluição a 50%. Nota-se, assim, que os minerais estudados
apresentaram comportamentos distintos face aos diferentes solutos e
concentrações das soluções osmóticas empregados no processo de
desidratação por imersão-impregnação. Porém, em todos os casos, há
redução significativa dos teores destes elementos durante o processo.
Os resultados obtidos das perdas percentuais dos minerais Na (40,9 a
64,4%), K (20,4 a 45,2%), Ca (39,8 a 47,5%) e Mg (34,6 a 47,9%), encontram-
se dentro da faixa de valores apresentados por Peiró et al. (2006) e Peiró-
Mena et al. (2006) depois do processo de desidratação osmótica de grapefruit
e de abacaxi, respectivamente, em solução reciclada de sacarose a 55 ºBrix
por 3 h a 30 ºC. Para grapefruit, as perdas apresentadas foram de 23 a 51%
de Na, 48 a 68% de K, 23 a 68% de Ca e 19 a 35% de Mg. Entretanto, os
percentuais de redução nas amostras de abacaxi foram ainda maiores que nas
amostras de grapefruit no caso do sódio (53 a 70%) e do cálcio (28% a 82%),
e semelhantes no caso do potássio (23 a 60%) e do magnésio (11 a 42%).
81
Estes autores analisaram, ainda, os teores de minerais das soluções
osmóticas e observaram que os mesmos eram recuperados nos xaropes
desidratantes, comprovando, assim, o fluxo destes nutrientes da fruta para o
meio. Nota-se, que as variações dos resultados nos trabalhos supracitados
foram ainda maiores que as verificadas no presente trabalho. Rodriguez
(1993) e Bognar (1998), apud Krešic et al. (2004), também descreveram
perdas de minerais entre 25 a 50% no processo de cristalização de frutas.
Para o Zn e o Mn não foram encontrados na literatura relatos quanto ao grau
de perdas provocadas pela DII.
O elevado percentual de perdas de minerais observado na desidratação
por imersão-impregnação apresenta um efeito negativo para indivíduos
saudáveis. Paralelamente, pacientes portadores de insuficiência renal aguda
ou crônica (IRA ou IRC), por exemplo, necessitam ingerir alimentação restrita
nos minerais sódio, potássio e fósforo (Mahan e Escoott-Stump, 2002). Como
as frutas, de um modo geral, são ricas em potássio, os portadores de IRA ou
IRC possuem poucas opções no mercado com baixos teortes deste elemento,
como o abacaxi, a melancia e a maçã (Queiroz et al., 2006). Uma vez que as
frutas secas por métodos convencionais de secagem possuem elevado teor de
potássio (Franco, 2001), a oferta de uma maior variedade de frutas pré-
desidratadas por osmose poderia melhorar sensivelmente a qualidade da
alimentação de tais pacientes.
4.7. Teor de vitamina C
Os teores de vitamina C (ácido ascórbico) das amostras de goiabas in
natura e depois do branqueamento (BR), desidratação por imersão-
impregnação (DII), secagem por convecção (SC) e 60 dias de armazenamento
sob refrigeração a 7 e 25 oC são apresentados na Tabela 17. A concentração
média de ácido ascórbico das amostras frescas depois da correção para b.u.,
foi de 49,1 mg 100 g -1 de polpa, estando de acordo com Azzolini et al. (2004),
que, também trabalhando com a variedade de goiabas Pedro Sato,
encontraram teor médio de 48,8 100 g -1de polpa.
82
Tabela 17 – Teor de vitamina C (mg/100 g) em goiaba in natura (IN) e depois do branqueamento (BR), desidratação por imersão-impregnação (DII), secagem por convecção (SC) e 60 dias de armazenamento a 7 e 25 oC
TRATAMENTO
ETAPA Sac 70%1 Sac 50%2 Sac 30% +
Suc 0,025%3
AI 70%4 AISD5 S/ DII6
IN 324,18 a 400,32 a 468,67 a 293,57 a 506,72 a 596,19 a
BR 287,34 a 389,14 a 388,57 ab 266,35 a 472,50 a 528,50 a
DII 274,25 a 324,02 a 326,33 b 240,34 ab 334,64 b -
SC 175,40 b 183,99 b 172,81 c 176,15 bc 150,44 c 164,90 b
7 oC 108,53 bc 100,39 bc 128,91 c 95,02 cd 81,50 c 132,70 b
25 oC 74,18 c 85,81 c 87,26 c 64,74 d 63,86 c 88,31 b 1sacarose 70%; 2sacarose 50%; 3sacarose 30% + sucralose 0,025%; 4açúcar invertido 70%; 5Açúcar invertido sem diluição; 6sem DII. Valores seguidos de mesma letra minúscula na coluna não diferem entre si em nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Verificou-se redução dos teores de vitamina C (mg/100 g) durante o
processamento e armazenamento em todos os tratamentos. No
branqueamento percebeu-se diminuição desta vitamina, porém, não
significativa. Dermesonlouoglou et al. (2007) relataram perdas de 26% de
ácido ascórbico no branqueamento de tomates por imersão em água a 80 ºC
por 80 s.
Diferentemente do que foi observado em relação ao ácido cítrico (Tabela
12), a etapa de DII, no presente trabalho, foi capaz de reter grande parte do
ácido ascórbico da fruta, com perdas estatisticamente significativas apenas no
tratamento contendo açúcar invertido sem diluição (AISD) (Tabela 17). Os
ácidos cítrico e ascórbico possuem valores de densidade muito próximos
(cerca de 1,66 g cm-3) e massas molares semelhantes, ou seja, 192,13 e
176,13 g/mol, respectivamente, diferenciando-se apenas em um átomo de
oxigênio. No entanto, a solubilidade em água do ácido cítrico (1330 g L-1) é
cerca de quatro vezes superior à do ácido ascórbico (330 g L-1), o que,
possivelmente, proporcionou maior lixiviação do mesmo da fruta para as
soluções osmóticas. Erle e Schubert (2001), também mostraram retenção de
aproximadamente 100% de vitamina C em maçãs e perdas não superiores a
10% em morangos desidratados em solução de sacarose a 60% por 25 h.
83
Na etapa seguinte, de secagem por convecção (SC), ao contrário, houve
redução significativa dos níveis desta vitamina em praticamente todos os
tratamentos, exceto, no caso do açúcar invertido 70%. Este resultado também
está em conformidade com os dos autores supracitados, os quais observaram
perdas de cerca de 60% de vitamina C após secagem das amostras de maçãs
e de morangos à vácuo em microondas.
Os resultados da análise de variância revelaram que o armazenamento a
7 oC por 60 dias proporcionou maior retenção de vitamina C que o
armazenamento a 25 oC nos tratamentos com sacarose 70%, sacarose 50% e
açúcar invertido 70%, confirmando que a temperatura exerce uma grande
influência na degradação do ácido ascórbico, conforme descreve Vikram et al.
(2005). Marcy et al. (1989) observaram perda da ordem de 40% nos teores
desta vitamina, depois de seis meses de armazenamento a 4 e 6 ºC, em
bebidas à base de laranjas embaladas assepticamente. Quando estocadas a
22 ou 30 ºC, a perda foi superior a 75%. Nos tratamentos com sacarose 30% +
sucralose 0,025%, AISD e controle (SDII) não houve diferença significativa
entre as três últimas etapas do processo.
As variações nos teores de vitamina C da fruta in natura (Tabela 17)
devem-se possivelmente às variações nos níveis de nutrientes no solo e
adubação, no estádio de maturação dos frutos e na localização dos mesmos
na goiabeira, levando à diferenças na incidência de luz solar. Frutos mais
expostos ao sol apresentam maior concentração desta vitamina e a adição de
potássio e manganês aumenta os teores de ácido ascórbico, enquanto a de
nitrogênio e boro diminui (Hobson e Davies, 1971, apud Molica, 1999).
Com a finalidade de normalizar esta grande variação, os tratamentos
foram, a partir do branqueamento, comparados entre si pelos percentuais de
redução no teor desta vitamina depois da DII, da secagem por convecção e no
armazenamento por 60 dias a 7 e 25 oC (Figura 25). Os valores foram
comparados depois do branqueamento, já que os tratamentos só foram
aplicados depois desta etapa.
Constatou-se que a DII com açúcar invertido sem diluição (AISD)
proporcionou menor retenção de vitamina C (29% de perdas) que as soluções
de sacarose (4,6% de perdas) e açúcar invertido a 70% (9,4% de perdas).
Esse fato pode ser devido à formação de uma camada de sacarose na
84
superfície das amostras, evitando a entrada de O2 para o interior das células e
a conseqüente oxidação do ácido ascórbico à ácido 2,3 dioxi L-gulônico,
conforme argumenta Torreggiani e Bertolo (2001b). O açúcar invertido sem
diluição, devido ao maior efeito osmótico, provocou maior fluxo de água do
fruto para a solução hipertônica (Figura 8), carreando, provavelmente, mais
solutos hidrossolúveis como a vitamina C, ao contrário do que foi verificado em
relação ao açúcar invertido 70%.
cB
cAB cABcB
cA
bBC
bAB bAB
bC
bAbAaB
abAB
aABaB
abA abAB
aA aA aAaA
aAaA
0
1020
30
4050
60
70
8090
100
Sac 70% Sac 50% Sac 30% +Suc
0,025%
AI 70% AI SD SDII
Red
uçã
o d
e V
itam
ina
C, %
DII
SC
60D 7 °C
60D 25 °C
Figura 25 – Redução de vitamina C (%) em goiaba a partir do branqueamento, depois da desidratação por imersão-impregnação (DII), depois da secagem por convecção (SC) e depois de 60 dias de armazenamento a 7 e 25 oC. Diferentes letras indicam diferença significativa (P<0,05) entre as médias dos tratamentos na mesma etapa (letras maiúsculas) e entre diferentes etapas para o mesmo tratamento (letras minúsculas).
Peiró et al. (2006), em estudo de reciclagem da solução osmótica de
sacarose a 55 ºBrix na desidratação osmótica de “grapefruit”, observaram
perdas de ácido ascórbico entre 6 e 12%, valores semelhantes aos
encontrados neste trabalho.
O contraste C2 (Tabela 18), entre as médias dos tratamentos, mostrou
não haver diferença significativa entre os solutos sacarose e açúcar invertido
na DII, no que se refere a perda de vitamina C. Por outro lado, o C3 revelou
que o açúcar invertido sem diluição leva a maior perda de vitamina C que o
85
70% diluído, conforme já discutido no parágrafo anterior. Chandrasekaran e
King (1972), apud Bolin et al. (1983), comparando as características de
difusão da sacarose e da frutose, determinaram que a frutose apresenta
coeficiente de difusão 32% maior que o da sacarose. Já, entre os níveis de
diluição das soluções de sacarose, o C4 mostrou que a sacarose diluída a 70%
leva à maior preservação da vitamina C que a diluição a 50%. O mesmo não é
verdadeiro em relação à diluição deste soluto a 30% (C5), que proporcionou
menores perdas desta vitamina que a solução a 70%.
Tabela 18 – Contrastes entre as médias dos tratamentos sacarose 70% (m1), sacarose 50% (m2), sacarose 30% + sucralose 0,025% (m3), açúcar invertido 70% (m4), açúcar invertido sem diluição (m5) e grupo controle (sem DII) (m6), para as perdas percentuais de vitamina C em goiaba, na desidtatação por imersão-impregnação (DII), na secagem por convecção (SC), e depois de 60 dias de armazenamento a 7 e a 25 oC
Estimativa do contraste Contraste DII SC 7 oC 25 oC
C1 y= 5m6 – (m1+m2+m3+m4+m5)
- 69,5928** 10,5404ns 16,2459ns
C2 y= 2 (m1+m2+m3) – 3 (m4+m5)
-40,6344ns -6,8846ns -16,8853ns -10,3408ns
C3 y= m5 – m4 19,8684** 36,2918** 24,5509** 16,5182**
C4 y= m1 – m2 -12,2102* -14,3729* -12,3265* -3,8529ns
C5 y= m1 – m3 -11,5798ns -16,7367** -4,5117ns -3,0817ns
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente. Ficou evidenciado que a secagem por convecção (SC) levou a perdas
significativas de vitamina C, entre 32 a 68%, em todos os tratamentos
aplicados (Figura 25), possivelmente, devido ao aumento da temperatura de
50 para 60 ºC e ao maior tempo de exposição das amostras ao ar quente do
secador (8 a 9 h). No entanto, estes valores foram menores que os
apresentados por Forni et al. (1997) que, depois da secagem em secador com
circulação de ar a 65 ºC, observaram, em amostras de damascos pré-
desidratados em soluções de sacarose, maltose e sorbitol a 65% por 45 min,
redução nos teores de ácido ascórbico de cerca de 98, 90 e 99%,
86
respectivamente. Segundo Khraisheh et al. (2004), a estabilidade e retenção
da vitamina C não são dependentes apenas das condições de secagem, mas
também do teor de água das amostras. A umidade pode afetar a diluição do
ácido ascórbico e dos reagentes na fase aquosa, ou seja, ao mesmo tempo
em que o teor de água diminui, o grau de diluição reduz e as taxas de reação
aumentam, levando a mais baixa retenção de ácido ascórbico. Num estágio
mais tardio da secagem, a temperatura interna da amostra é também mais
elevada em comparação àquela dos estágios iniciais e a expansão da matriz
pode expor novos sítios catalíticos contribuindo com o decréscimo dos teores
de vitamina C. Além disso, as amostras durante a secagem por convecção,
são expostas por mais tempo a outros fatores que também contribuem para a
degradação do ácido ascórbico como luz e O2, o que justifica as maiores
perdas desta vitamina durante esta etapa (SC).
O C1 (Tabela 18) revelou que as amostras não tratadas osmoticamente
proporcionaram menor retenção de ácido ascórbico na etapa de SC que
aquelas submetidas a um dos tratamentos osmóticos utilizados. Este fato
confirmou relatos da literatura que afirmam que uma etapa osmótica anterior à
secagem convencional contribui para melhorar a estabilidade do ácido
ascórbico devido ao menor colapso estrutural que ocorre nos frutos pré-
tratados em relação aos não pré-tratados osmoticamente nesta etapa
subseqüente (Torreggiani e Bertolo, 2001b). Da mesma forma, Riva et al.
(2005) demonstraram que o teor de ácido ascórbico foi melhor retido em cubos
de damasco osmodesidratados em solução de sacarose e sorbitol a 60%,
principalmente em sorbitol, que naqueles não tratados por osmose, depois da
secagem em secador com circulação de ar.
Ainda nesta etapa (SC), as amostras pré-desidratadas em açúcar
invertido sem diluição continuaram exibindo menor percentual de retenção de
ácido ascórbico, com perdas acumuladas de cerca de 68%, resultado
semelhante ao obtido na secagem sem DII (63%) (Figura 25). Os tratamentos
com sacarose e açúcar invertido 70% apresentaram os menores percentuais
de perdas acumuladas (38,6 e 32,0%, respectivamente), os demais
tratamentos exibiram valores próximos a 50%. De acordo com Ferrando e
Spiess (2001), a presença de dissacarídeos nas células vegetais durante a
secagem desempenha importante função, preservando a funcionalidade da
87
membrana celular através da estabilização de fosfolipídios e proteínas. Esta
proteção evita danos na membrana plasmática, impedindo a perda de material
celular como enzimas e seus respectivos substratos, como a fenolase e o
ácido ascórbico, por exemplo, e,conseqüentemente, as reações que afetariam
a qualidade sensorial e nutricional do produto durante a etapa de secagem
com ar. Sendo assim, o tratamento com sacarose 70% propiciou maior
entrada deste açúcar para o interior das amostras, resultando em menores
perdas desta vitamina na SC. Forni et al. (1997) mostraram que damascos
desidratados osmoticamente por 120 min em solução de sacarose 65%
retiveram mais vitamina C que aqueles desidratados por apenas 45 min. Neste
mesmo trabalho, a maltose mostrou ser mais efetiva que a sacarose e o
sorbitol na manutenção dos níveis de vitamina C durante a secagem,
revelando que a preservação do ácido ascórbico está relacionada ao tipo de
carboidrato utilizado na DII e ao grau de impregnação de solutos nas
amostras.
No armazenamento a 7 ºC, o tratamento com açúcar invertido sem
diluição (AISD) se diferenciou significativamente daqueles com sacarose e
com açúcar invertido 70%, exibindo redução, respectivamente, de 86,4, 74,1 e
69,9% nos níveis de ácido ascórbico (Figura 25). Os demais tratamentos
apresentaram redução de cerca de 70%. É interessante ressaltar que as
amostras secas apenas por convecção de ar, apresentaram percentuais de
perdas intermediárias (70%) aos demais tratamentos e não maiores que as
amostras pré-tratadas osmoticamente conforme observado logo depois da SC,
o que pode ser confirmado pela não significância do C1 e do C2 (Tabela 18).
No contraste C3, pode-se perceber que o AISD proporcionou maior
degradação de ácido ascórbico que o AI 70%. Por meio do contraste C4,
observa-se, mais uma vez, a influência da maior concentração de sacarose
(70%) na melhora da estabilidade da vitamina C no armazenamento.
Entretanto, a 25 ºC, todos os tratamentos se igualaram estatisticamente
com níveis de redução entre 70 a 86% no teor desta vitamina e apenas o C3
foi significativo para esta temperatura de armazenamento, mostrando que a
maior concentração de açúcar invertido provoca maiores prejuízos nos teores
de ácido ascórbico dos pedaços de goiaba (Figura 25). Lima e Durigan (2000),
avaliando a conservação de goiabas Pedro Sato, verificaram que a
88
refrigeração proporcionou manutenção de 87% do teor inicial do ácido
ascórbico, já, em condições ambientais, houve decréscimo de até 64% do
valor inicial.
Os dados da literatura são conflitantes no que diz respeito à retenção da
vitamina C e a concentração da solução osmótica, tipo de soluto e temperatura
de armazenamento. Pragati et al. (2003) observaram, logo depois da
secagem, maior retenção de ácido ascórbico em aonla pré-desidratada por
osmose que naquelas não previamente osmodesidratadas. No entanto, depois
de 30, 60 e 90 dias de armazenamento à temperatura ambiente, a redução
nos teores de vitamina C foi maior nos frutos tratados por DII que nos demais
tratamentos (sem DII) (Figura 25). Logo, estes autores, assim como neste
trabalho, também observaram superioridade dos produtos osmodesidratados
com relação à retenção de ácido ascórbico durante a secagem, mas não no
armazenamento. Torreggiani e Bertolo (2001a) relataram que os teores de
ácido ascórbico foram menores em fatias de kiwi tratadas com solução de 60%
de sacarose em relação às tratadas com maltose, sorbitol ou não tratadas
osmoticamente depois de 9 meses de armazenamento a -10 ºC. Entretanto,
neste mesmo experimento, as fatias de kiwi não tratadas por osmose mostram
teores de ácido ascórbico superiores às demais (tratadas por DII) depois do
armazenamento pelo mesmo tempo, porém, à 0 ºC e teores semelhantes à -20
e -30 ºC.
4.7. Cor (Parâmetros L, a, b e ºh)
Os parâmetros de Hunter, L (luminosidade), a e b e o ângulo de cor ºh
(tonalidade), das amostras de goiaba in natura e depois do branqueamento
(BR), da desidratação por imersão-impregnação (DII), da secagem por
convecção (SC) e depois de 30, 60 e 90 dias de armazenamento sob
refrigeração a 7 oC são apresentados nas Figuras 26, 27, 28 e 29,
respectivamente.
89
aaa
aaba
aaa
abab
abab a
aa a
bb
aaa
a
bb
a
bb
a
bb
a
bb
a
bb
a
bb
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Sac 70 Sac 50 Sac 30+Suc0,025
AI 70 AI SD SDII
L
IN
IAA
DII
SC
30D
60D
90D
Figura 26 - Parâmetro L (Luminosidade) em goiaba in natura (IN) e depois
da imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), desidratação por imersão-impregnação (DII), secagem por convecção (SC), armazenamento por 30 (30D), 60 (60D) e 90 dias (90D) a 7 ºC. Médias seguidas de mesma letra, no mesmo tratamento, não diferem entre si, (P<0,05) pelo teste de Tukey.
bbcdbb
bc
bc
b
bcdbcbbcbc
bb b
b ab
a a a
aa a
bcbc
b
bc
bc bbcbc
b
cd
cd bcc
b
d
db
0
5
10
15
20
25
30
35
Sac 70 Sac 50 Sac 30+Suc0,025
AI 70 AI SD SDII
a
IN
IAA
DII
SC
30D
60D
90D
Figura 27 – Parâmetro a (variação de cor do verde ao vermelho) em goiaba
in natura (IN) e depois da imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), desidratação por imersão-impregnação (DII), secagem por convecção (SC), armazenamento por 30 (30D), 60 (60D) e 90 dias (90D) a 7 ºC. Médias seguidas de mesma letra, no mesmo tratamento, não diferem entre si, (P<0,05) pelo teste de Tukey.
90
c
aba
b
ab
bcdc
ba
bdb
ab
a
bcdb
ba
a
a
aa
ab
ab
a
abc
b
a
ab
a
a
abb
a
ab
a
a
abcab
0
5
10
15
20
25
Sac 70 Sac 50 Sac 30+Suc0,025
AI 70 AI SD SDII
b
IN
IAA
DII
SC
30D
60D
90D
Figura 28 – Parâmetro b (variação de cor do azul ao amarelo) em goiaba in
natura (IN) e depois da imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), desidratação por imersão-impregnação (DII), secagem por convecção (SC), armazenamento por 30 (30D), 60 (60D) e 90 dias (90D) a 7 ºC. Médias seguidas de mesma letra, no mesmo tratamento, não diferem entre si, (P<0,05) pelo teste de Tukey.
c
bbc
c
cdbcc
bbc
cdc
ab
bc
cdc
bb
cbcbcdabc
a
babcababcabc
a
abab
aabab
aa
a aa
a
0
10
20
30
40
50
60
70
Sac 70 Sac 50 Sac 30+Suc0,025
AI 70 AI 100 SDII
oh
IN
IAA
DII
SC
30D
60D
90D
Figura 29 – Ângulo de cor ºh (tonalidade) em goiaba in natura (IN) e depois
da imersão em solução de ácido ascórbico (IAA), desidratação por imersão-impregnação (DII), secagem por convecção (SC), armazenamento por 30 (30D), 60 (60D) e 90 dias (90D) a 7 ºC. Médias seguidas de mesma letra, no mesmo tratamento, não diferem entre si, (P<0,05) pelo teste de Tukey.
91
Todos os tratamentos aplicados mostraram controle efetivo na
estabilidade da cor das amostras de goiaba, não se verificando diferença
significativa nos parâmetros L, a e b e no ângulo de cor ºh (tonalidade) do
início (in natura) até o final do processo de desidratação osmótica (Figuras 26,
27, 28 e 29). Esses resultados devem-se, em parte, ao efeito anti-
escurecimento enzimático promovido pelo branqueamento e pela imersão das
amostras em ácido acórbico na fase inicial do experimento (Belitz e Grosch,
1997; UNIDO, 2004).
No entanto, os resultados verificados neste trabalho, diferem daqueles
relatados por Forni et al. (1997), que depois da DII de damascos em soluções
de sacarose, maltose ou sorbitol, observaram maiores valores de a e de b,
sem alteração de L. Argandoña et al. (2002) por outro lado, perceberam
redução em a e b com elevação de L em melões, depois da DII em soluções
de sacarose 50 e 70 ºBrix. Estes últimos autores relataram influência
significativa do aumento da concentração da solução desidratante e da
temperatura na elevação dos valores L e atribuíram a diminuição da saturação
da cor (a e b), à degradação de carotenóides pela ação de ácidos que foram
adicionados aos xaropes.
Durante a secagem por convecção, exceto no caso dos tratamentos com
açúcar invertido, a maior parte das amostras continuou exibindo estabilidade
da cor quanto ao parâmetro L (Figura 26), o que diverge dos resultados
obtidos por Souza et al. (2003) que verificaram tendência ao escurecimento,
(redução no valor de L) em goiabas cv Paluma tanto depois da desidratação
osmótica em sacarose a 65 ºBrix quanto depois da secagem. Segundo os
autores, estes resultados seriam explicados pela absorção de açúcares
durante a osmose. No presente trabalho, os valores de L sofreram redução
significativa de 44,7 (fruta fresca) para 36,1 (fruta seca) nas amostras tratadas
com açúcar invertido 70% (Figura 26) e de 41,9 para 34,5 naquelas pré-
desidratadas com AISD. Este fato pode ser devido à natureza do soluto
impregnado na fruta durante a DII, que associado ao aumento da temperatura
durante a secagem, favoreceria os processos de escurecimento não
enzimático, como as reações de Maillard, caramelização e oxidação do ácido
ascórbico (Cheftel e Cheftel, 1992). Os substratos para estas reações são
compostos carbonílicos, principalmente os açúcares redutores como a frutose
92
e a glicose, que estão presentes em grande quantidade no açúcar invertido
utilizado neste trabalho (> 90% de inversão). A sacarose é uma molécula
carente de função redutora livre (Cheftel e Cheftel, 1992), não afetando,
portanto, o escurecimento não enzimático nas amostras pré-tratadas com este
soluto. As taxas de reações de escurecimento dependem de vários fatores
como temperatura e tempo de secagem, pH, teor de água, concentração e
natureza dos reagentes no produto.
Krokida et al. (2001) relatam que a penetração de açúcares nos tecidos
das frutas causa relativa estabilidade nos parâmetro L, a e b, especialmente
em comparação com amostras secas diretamente em secador. Estes autores
observaram maior constância da luminosidade durante a secagem em
amostras de maçã e de banana pré-tratadas osmoticamente em relação
àquelas não pré-desidratadas.
Enquanto os valores L mantiveram-se estáveis durante a secagem por
convecção para a maioria dos tratamentos (Figura 26), os valores de a
apresentaram súbito aumento mostrando maior intensidade das cores
vermelha (todos os tratamentos) e amarela (apenas em sac 70 e 50%) das
goiabas (Figuras 27 e 28). Isto se deve, possivelmente, ao efeito da
concentração dos pigmentos com a drástica desidratação que ocorre nesta
etapa. Forni et al. (1997) não observaram alterações significativas nas
coordenadas de cor a, b e L depois da secagem de damascos. Estes autores
atribuem este fato à ação antiescurecimento enzimático do ácido ascórbico
aplicado no início, o qual sofreu severa redução durante o processo. A
vitamina C se oxida e reduz as o-quinonas formadas pelas polifenoloxidases
em dihidroxifenóis que possuem menor intensidade de cor. Riva et al. (2005)
relataram que a secagem causou uma significante mudança de cor
principalmente em cubos de damascos não pré-tratados por osmose, as
amostras se tornaram vermelho escuro o que foi evidenciado pelo incremento
de a e redução de L.
Depois de 30 dias de armazenamento em B.O.D. a 7 ºC, as amostras,
com exceção das pré-tratadas com sac 30% + suc 0,025% e das não pré-
tratadas osmoticamente (SDII), apresentaram redução significativa da
luminosidade, tornando-se mais escuras, mas, mantiveram os mesmos valores
de L nos meses subseqüentes (Figura 26). Em todos os tratamentos, os
93
valores de a diminuíram bruscamente, tornando-se semelhantes aos da fruta
fresca e apenas no tratamento com sac 70 e 50% houve redução nos valores
de b (Figuras 27 e 28). Todas as amostras apresentaram redução progressiva
na intensidade da cor vermelha ao longo do período de armazenamento.
Resultados análogos foram mostrados por Dermesonlouoglou et al.
(2007) em tomates depois de 6 e12 meses de estocagem a temperaturas bem
mais baixas (-12 e -20 ºC). Segundo estes autores, tanto as amostras pré-
tratadas por osmose quanto as apenas branqueadas ou frescas, exibiram
decréscimo da intensidade da cor vermelha, com redução significativa dos
valores de a durante todo o período de armazenamento. De acordo com
Calligaris et al. (2002), a perda de cor em tomates armazenados em freezer é
acompanhada pela redução nos teores de carotenóides, que são
representados em sua maior parte pelo licopeno no tomate (Shi e Le Maguer,
2001) e na goiaba (Padula e Rodriguez-Amaya, 1986), pigmentos bastante
propensos à oxidação. Segundo Shi e Le Maguer (2000) tomates desidratados
apresentam baixa estabilidade do licopeno a não ser que sejam
cuidadosamente processados, imediatamente lacrados e armazenados em
atmosfera inerte. Forni et al. (1997) também relataram diminuição nos valores
de a e de b em amostras de damascos osmodesidratadas depois de seis
meses de armazenamento à -20 ºC. As amostras não tratadas osmoticamente
exibiram ao mesmo tempo aumento de a e de b (Figuras 27 e 28) e
manutenção de L (Figura 26), devido ao aumento do componente amarelo e
maior degradação do vermelho, mostrando menor eficiência na manutenção
da cor.
O comportamento dos parâmetros de cor avaliados até o momento foi
similar àquele observado para o ângulo de cor ºh (Figura 29), ou seja, as
amostras secas diretamente no secador exibiram aumento progressivo deste
parâmetro depois da secagem por convecção, durante o armazenamento.
Nesta escala de cor, o valor zero representa a cor vermelha e à medida que o
ângulo ºh se distancia deste valor, significa que a cor vermelha vai diminuindo
e a amarela (ângulo de 90º) se intensificando. As demais amostras também
exibiram elevação nos valores ºh, exceto aquelas previamente submetidas à
DII com sacarose 70%. Estas mostraram melhor retenção da cor, com valores
94
de ºh estatisticamente iguais nos meses subseqüentes à secagem por
convecção.
Para melhor elucidar as variações ocorridas nos parâmetros de cor, os
tratamentos foram comparados por meio de contrastes ortogonais (Tabela 19).
Tabela 19 – Contrastes entre as médias dos tratamentos sacarose 70% (m1), sacarose 50% (m2), sacarose 30% + sucralose 0,025% (m3), açúcar invertido 70% (m4), açúcar invertido sem diluição (m5), e controle (sem desidratação osmótica) para os parâmetros L, a, b e ºh em goiaba do início do processo até o final 90 dias de armazenamento a 7 ºC
Estimativa do contraste Contraste L a b ºh
C1 y= 5m6 – (m1+m2+m3+m4+m5) 25,40** -5,33* 15,80** 32,56**
C2 y= 2 (m1+m2+m3) – 3 (m4+m5) 8,20ns 8,48** -2,50ns -21,86**
C3 y=m5 – m4 0,20ns -0,62ns -1,61** -2,73**
C4 y= m1 – m2 -0,17ns 1,33** 0,10ns -1,24ns
C5 y= m1 – m3 -2,44** -0,02ns -0,17ns 0,35ns
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente. O contraste C1 entre as médias dos tratamentos com e sem DII, mostrou
que as amostras não pré-tratadas osmoticamente (SDII) exibiram maior valor
para os parâmetros L, b e ºh e menor valor para a. Isto significa dizer que
estas amostras de goiaba perderam mais a cor vermelha (a) tornando-se mais
amareladas (b) e por isto mais claras (L) que aquelas que foram submetidas a
algum tipo de tratamento osmótico. O contraste C2 revelou ser a sacarose
mais eficaz na estabilidade da cor vermelha (a), com menor amarelecimento
das amostras (ºh) que o açúcar invertido. O contraste C4, indica que a maior
concentração do dissacarídeo (70%) é ainda melhor para preservar a cor
característica da goiaba que a diluição a 50%, porém levou ao maior
escurecimento que a diluição a 30% (C5). Entre as duas concentrações de
açúcar invertido utilizadas (C3), aquele diluído a 70% proporcionou maior
manifestação da cor amarela (parâmetros b e ºh).
Ilustrações características das amostras de goiaba depois das diversas
etapas do processamento às quais foram submetidas, são apresentadas na
Figura 30.
95
(a) (b)
(c) (d)
(e)
Figura 30 - Ilustrações características das amostras de goiaba in natura (a) e depois do branqueamento (b), da DII (c), da secagem por convecção com DII (d) e da secagem por convecção sem o pré-tratamento osmótico (e).
4.7. Análise sensorial
Os resultados do teste de aceitação de goiaba desidratada pela
combinação dos métodos de desidratação por imersão-impregnação e
secagem por convecção (DII/SC) são mostrados na Figura 31. Dos 77
participantes da análise sensorial, 36 foram do sexo masculino, 32 do sexo
feminino e 9 não mencionaram o sexo (Tabela 20).
96
aaaaaaaa aaa
aaa
aa
b
b
b
b
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Aroma Aparência Sabor Text ura
Esc
ala
he
dô
nic
a
SAC 70%SAC 50%SAC 30% + SUC 0,025%AISDS/DII
Figura 31 – Avaliação sensorial de goiaba desidratada em soluções de
sacarose 70%, sacarose 50%, sacarose 30% + sucralose 0,025%, açúcar invertido sem diluição (AISD), ou não submetidos ao pré-tratamento osmótico (S/DII) e secos por convecção. Médias seguidas de mesma letra, para o mesmo atributo sensorial, não diferem entre si (P<0,05) pelo teste de Tukey.
Tabela 20 - Participantes da análise sensorial e respostas quanto à intenção de compra de goiaba desidratada por DII/SC
Na escala hedônica de 9 pontos, as notas são atribuídas de 1 (desgostei
extremamente) a 9 (gostei extremamente) e as amostras são consideradas
aceitas quando recebem, em média, nota superior a 5. Sendo assim, esta
escala permitiu observar que as amostras não pré-tratadas osmoticamente
não foram aceitas pelos participantes do teste que lhes atribuíram, em média,
as notas 3,67; 2,91 e 3,56 quanto à aparência, sabor e textura,
respectivamente, situando-se entre os termos hedônicos desgostei muito e
desgostei ligeiramente (Figura 31). Essas amostras foram aceitas apenas em
Participantes Sim Não Total
Homens 21 15 36
Mulheres 19 13 32
Sem identificação 6 3 9
Total 46 31 77
97
relação ao aroma, com média de 5,38, valor estatisticamente inferior às notas
recebidas por aquelas pré-desidratadas por osmose.
Todas as soluções utilizadas na DII foram capazes de melhorar a
qualidade sensorial das amostras depois da secagem por convecção. Os
pedaços de goiaba secos sem pré-tratamento osmótico exibiram, depois de 6
h de secagem por convecção, textura rígida, áspera e quebradiça e cor menos
acentuada; os desidratados anteriormente por osmose apresentaram-se mais
macios e elásticos e com cor vermelha mais intensa.
Quanto ao aroma, aparência, sabor e textura, as amostras pré-
desidratadas por osmose receberam notas entre 6,06 a 6,75, que se situam
entre os termos hedônicos gostei ligeiramente e gostei moderadamente, sendo
igualmente aceitas (Figura 30). Verificou-se, assim, que todos os produtos
obtiveram boa aceitação, levando em consideração o fato de que as frutas
desidratadas, principalmente a goiaba, não fazem parte do hábito alimentar do
brasileiro. O mesmo pôde ser comprovado pelas respostas obtidas no item a
respeito da intenção de compra dos pedaços de goiaba desidratados por
DII/SC, onde a maioria dos participantes (cerca de 60%) respondeu que
compraria o produto (Tabela 20). Do total dos homens e das mulheres que
participaram do teste, 58% e 59% responderam que comprariam e 42% e 41%
responderam que não comprariam o produto, respectivamente (Figuras 32 e
33).
Homens
58%
42%
Compraria
Não compraria
Figura 32 – Avaliação percentual das respostas dos participantes do sexo
masculino quanto à intenção de compra de goiaba desidratada por DII/SC.
98
Mulheres
59%
41%
Compraria
Não compraria
Figura 33 – Avaliação percentual das respostas dos participantes do sexo
feminino quanto à intenção de compra de goiaba desidratada por DII/SC.
Apesar das amostras tratadas em sacarose 30% + sucralose 0,025%
terem sido pré-processadas em menor concentração de sacarose, a sucralose
foi capaz de prover ao produto final, mesma aparência, sabor, aroma e textura
daquelas desidratadas em soluções mais concentradas de sacarose ou com
açúcar invertido sem diluição (Figura 31). Sendo assim, foi possível constatar,
que as amostras desidratadas com sucralose foram tão bem aceitas quanto as
demais, porém, com menor carga enérgica o que pode ser confirmado pelos
teores finais de carboidratos apresentados na composição centesimal (Tabela
14). Portanto, este tratamento pode ser promissor para utilização na
desidratação de frutos voltados para o mercado light. Resultado semelhante a
este foram relatados por Mendonça et al. (2001), que verificaram que o uso de
sucralose em substituição parcial à sacarose proporcionou à compota de
pêssego light características sensoriais similares às de compotas
convencionais, preparadas exclusivamente com sacarose.
Os resultados acima descritos confirmam os argumentos de Ponting
(1966), Torreggiani (1993), Torreggiani e Bertolo (2001b) e Lenart e Piotrowski
(2001) acerca da utilização de uma etapa osmótica anterior à secagem por
convecção para melhorar a qualidade final dos produtos secos. Segundo
Lenart (1996) a desidratação osmótica anterior à secagem promove um efeito
protetor na estrutura das frutas e das hortaliças, resultando em uma textura
mais flexível e macia.
Ehabe et al. (2006) não encontraram diferenças significativas na análise
sensorial de amostras de banana Figo desidratadas ou não por osmose antes
99
da secagem por convecção, para a maioria dos atributos analisados. O fato
pode ser devido à utilização de soluções de sacarose e/ou NaCl pouco
concentradas (10 e 5%, respectivamente), não permitindo evidenciar o efeito
do tratamento osmótico na melhoria da qualidade do produto.
Riva et al. (2005) relataram que cubos de damasco pré-tratados por
osmose, apresentaram menor colapso estrutural e melhor aparência depois da
secagem. Ferrando e Spiess (2001) explicam que os dissacarídeos
desempenham um importante papel na preservação da funcionalidade da
membrana celular dos tecidos das plantas durante a secagem. Eles se
posicionam no tecido substituindo as moléculas de água ao redor dos resíduos
polares das macromoléculas, estabilizando fosfolipídeos e proteínas,
prevenindo, assim, o colapso estrutural.
Por outro lado, um dos principais objetivos da secagem dos alimentos é
obter a estabilidade do produto pela diminuição da atividade de água (Aa). A
presença do açúcar aumenta a pressão osmótica do meio, tendo como
conseqüência a redução da Aa. Sendo assim, a impregnação de açúcar nos
tecidos da fruta permite ao mesmo tempo obter produtos de baixa atividade de
água com pequena redução no teor de água, conservando melhor a massa e a
textura do produto final (Torreggiani, 1993). Ehabe et al. (2006) constataram
menor atividade de água com maior teor final de água em bananas Figo
desidratadas com açúcar e/ou NaCl em relação às amostras não pré-tratadas
por osmose. De fato, a imersão em solução de açúcar e NaCl melhoraram
consideravelmente a qualidade destas bananas no armazenamento, inibindo o
aparecimento de fungos na superfície das amostras.
Mazza e LeMaguer (1980), apud Silveira et al. (1996) explicam que os
solutos osmóticos difundidos para o interior dos tecidos vegetais, aprisionam
os componentes voláteis em microrregiões e levam à mais rápida formação de
uma camada seca ao redor das amostras, o que diminui a difusão dos
componentes responsáveis pelo flavour para as superfícies de evaporação,
resultando em produtos mais saborosos. Maestrelli et al. (2001) mostraram
que álcoois aroma-negativos permaneceram estáveis em esferas de melão
pré-tratados por DII e aumentaram naquelas secas sem tratamento osmótico
prévio, levando à menor aceitabilidade sensorial destes em relação àqueles.
100
5. RESUMO E CONCLUSÕES
A finalidade do presente trabalho foi avaliar os aspectos físico-químicos e
da cinética da desidratação por imersão-impregnação (DII), além das
qualidades nutricional e sensorial de goiabas, cv Pedro Sato, submetidas ao
processo de DII e secagem complementar por convecção (SC). Os frutos eram
divididos em oito partes e uma fração de 1/8 de cada fruto era extraida para
caracterização in natura e as demais eram retiradas a cada etapa seguinte:
depois do branqueamento, da DII e da SC. Estas amostras eram
acondicionadas em potes de polietileno brancos ou em sacos de polipropileno,
selados a vácuo e armazenadas em freezer a -18 ºC para análises posteriores.
Foram realizadas análises de perda de água (ω), ganho de sólidos (δ),
redução de massa (µ), pH, teores de sólidos solúveis totais e de acidez total
titulável, composição centesimal, teores de minerais (Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn)
e de vitamina C, parâmetros de cor (L, a, b e ºh) e análise sensorial. Para se
verificar o efeito da temperatura sobre a estabildade da vitamina C no
armazenamento, amostras do fruto depois da SC, foram armazenadas em
câmaras B.O.D. a 7 e 25 ºC por 60 dias. Os parâmetros de cor também foram
avaliados depois de 30, 60 e 90 dias depois do processamento. Na etapa de
DII as amostras foram imersas em soluções com três concentrações distintas
de sacarose (70%, 50% e 30%) e duas de açúcar invertido (sem diluição e
diluído a 70%), com grau de inversão superior a 90%, na proporção
fruto:solução de 1:10. A solução de sacarose 30% foi acrescida de 0,025% de
101
sucralose com a intenção de reduzir o valor calórico do produto. A DII foi
realizada em incubadora-agitadora a 50oC, com agitação de 60 min-1 por 2 h.
Em seguida, as amostras foram secas por convecção em secador com fluxo
de ar de 1,25 m s-1 a 60 ºC. Nesta etapa de secagem, acrescentou-se um
tratamento controle, em que as amostras foram secadas sem tratamento
osmótico prévio. As conclusões do trabalho são descritas a seguir.
5.1. Cinética da desidratação por imersão-impregnação
• A solução de açúcar invertido sem diluição promoveu maior perda de
água, ganho de sólidos e redução de massa nas amostras submetidas à
desidratação por imersão-impregnação (DII). À medida que se elevou a
concentração de sacarose de 30 para 70% houve aumento tanto da perda de
água quanto do ganho de sólidos;
• A solução de sacarose a 50% apresentou melhor desempenho, com
perda de água e redução de massa semelhante à solução de sacarose 70% e
ganho de sólidos similar à sacarose 30%;
• A razão fruta:xarope de 1:10 utilizada na DII foi capaz de manter as
concentrações finais das soluções bem próximas às iniciais.
5.2. Análises físicas, químicas e físico-químicas
5.2.1. Teor de sólidos solúveis
• Houve aumento dos sólidos solúveis totais (SST) nos pedaços de
goiaba em todos os tratamentos, mas apenas os desidratados em solução de
açúcar invertido exibiram diferença significativa em relação aos desidratados
em sac 50% e em sac 30% + suc 0,025%. As diversas concentrações das
soluções de sacarose não proporcionaram diferença significativa nos SST das
amostras.
5.2.2. Teor de ácido cítrico
• Na desidratação por imersão-impregnação (DII) houve redução
significativa dos teores de ácido cítrico em praticamente todos os tratamentos,
com exceção das amostras desidratadas em solução e sac 30% + suc
0,025%;
102
• Não foram verificadas alterações significativas no pH ao longo de todo
o tempo de processamento em todos os tratamentos.
5.2.3. Composição centesimal
• Houve aumento dos teores de carboidratos, propiciando a redução
percentual de proteínas, lipídios, fibras e cinzas. A sucralose proporcionou
redução de 35% de carboidratos no produto final em relação à sac 50%.
5.2.4. Teor de minerais
• Para a maioria dos minerais verificou-se redução significativa dos
teores do tempo inicial (IN) até o final da DII. Na etapa de imersão em solução
de ácido ascórbico (IAA) foram observadas perdas de cerca de 20, 15, 18, 18,
19 e 15% para o Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn, respectivamente;
• Na etapa de DII o percentual de perdas foi muito mais expressivo, na
maioria dos casos com redução de 40,9 a 64,4; de 20,4 a 45,2; de 39,8 a 47,5,
de 34,6 a 47,9, 26,4 a 47,2 e de 26,1 a 54,8% para os minerais Na, K, Ca, Mg,
Zn e Mn, respectivamente;
• Durante a DII, o açúcar invertido, tanto sem diluição quanto diluído a
70%, foi menos eficiente na manutenção dos níveis dos minerais analisados,
com exceção do K. A sacarose a 70% provocou maior redução nos teores de
K e Mg que a sac 30% e maior redução no teor de K e menor de Zn que a
diluição à 50%.
5.2.5. Teor de vitamina C
• Verificou-se redução dos teores de vitamina C durante o
processamento e armazenamento em todos os tratamentos. A DII com açúcar
invertido sem diluição (AISD) acarretou menor retenção desta vitamina (29%
de perdas) que as soluções de sacarose (4,6% de perdas) e açúcar invertido a
70% (9,4% de perdas). Não houve diferença significativa entre os solutos
sacarose e açúcar invertido, na DII quanto à redução de vitamina C;
• A secagem por convecção (SC) levou a perdas significativas de
vitamina C, entre 32 a 68%, em todos os tratamentos aplicados. As amostras
não tratadas osmoticamente apresentaram menor retenção desta vitamina
103
nesta etapa que aquelas submetidas a um dos tratamentos osmóticos
utilizados;
• No armazenamento a 7 ºC, o tratamento com açúcar invertido sem
diluição se diferenciou significativamente daqueles com sacarose e com
açúcar invertido 70%, exibindo redução, respectivamente, de 86,4, 74,1 e
69,9% nos níveis de vitamina C. A 25 ºC todos os tratamentos se igualaram
estatisticamente com níveis de redução entre 70 a 86% nos teores desta
vitamina.
5.2.6. Parâmetros de cor (L, a, b e ºh)
• Nas etapas de DII e de secagem por convecção, verificou-se controle
efetivo na estabilidade da cor das amostras sem variações significativas nos
parâmetros L, a, b e (ºh) na maioria dos tratamentos;
• Na etapa de secagem por convecção, os valores de a apresentaram
súbito aumento, mostrando maior intensidade das cores vermelha (todos os
tratamentos) e amarela (apenas em sac 70 e 50%) das goiabas;
• Depois de 60 dias de armazenamento em B.O.D. a 7 ºC, as amostras,
com exceção das pré-tratadas com sacarose 30% + sucralose 0,025% e das
não pré-tratadas osmoticamente (SDII), apresentaram redução significativa da
luminosidade, tornando-se mais escuras, mas, mantiveram os mesmos valores
de L nos meses subseqüentes. Em todos os tratamentos, os valores de a
diminuíram bruscamente, tornando-se semelhantes aos da fruta fresca e
apenas no tratamento com sac 70 e 50% houve redução nos valores de b.
Todas as amostras apresentaram redução progressiva na intensidade da cor
vermelha ao longo do período de armazenamento;
• As amostras exibiram aumento do parâmetro ºh depois da secagem
por convecção, durante o armazenamento, exceto aquelas previamente
submetidas à DII com sacarose 70%. Estas mostraram melhor retenção da
cor, com valores de (ºh) estatisticamente iguais nos meses subseqüentes à
secagem por convecção;
• Por meio de contrastes entre os tratamentos, percebeu-se que as
amostras não pré-tratadas osmoticamente exibiram maior valor para os
parâmetros L, b e ºh e menor valor para a, significando que estas amostras de
goiaba perderam mais a cor vermelha (a) tornando-se mais amareladas (b) e
104
por isto mais claras (L) que aquelas que foram submetidas a algum tipo de
tratamento osmótico. A sacarose mais eficaz na estabilidade da cor vermelha
(a), com menor amarelecimento das amostras (ºh) que o açúcar invertido. A
maior concentração do dissacarídeo (70%) é ainda melhor para preservar a
cor característica da goiaba que a diluição a 50%, porém levou a um maior
escurecimento que a diluição a 30%. Entre as duas concentrações de açúcar
invertido utilizadas, aquele diluído a 70% proporcionou maior manifestação da
cor amarela (parâmetros b e ºh).
5.3. Análise sensorial
• As amostras não pré-tratadas osmoticamente não foram aceitas pelos
participantes do teste quanto à aparência, sabor e textura, situando-se entre
os termos hedônicos desgostei muito e desgostei ligeiramente, sendo aceitas
apenas em relação ao aroma;
• As amostras pré-desidratadas por osmose foram igualmente aceitas
quanto ao aroma, aparência, sabor e textura, situando-se entre os termos
hedônicos gostei ligeiramente e gostei moderadamente. As amostras
desidratadas com sucralose foram tão bem aceitas quanto as demais.
• Do total dos homens e das mulheres que participaram do teste, 58% e
59% responderam que comprariam e 42% e 41% responderam que não
comprariam o produto, respectivamente.
105
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117
APÊNDICE
118
Tabela 1A - ANOVA do fatorial para perda de água (ω), ganho de sólidos (δ) e redução de massa (µ) dos pedaços de goiaba em função do tempo de processamento na desidratação por imersão-impregnação (DII)
Quadrado médio F.V. G.L.
ω δ µ
Bloco 2 13.2916 0.7878 10.6820
Tempo 6 523.0001** 21.5209** 341.8015**
Tratamento 3 1202.843** 30.0181** 867.7092**
Tempo*Tratamento 18 23.4793** 0.5778 20.5444**
Resíduo 54 1.3341 0.8072 1.2353
CV (%) 6.1712 22.968 7.5497
**significativo ao nível de 1% de probabilidade.
Tabela 2A - Análise de regressão para perda de água (ω) dos pedaços de goiaba em função do tempo de processamento na desidratação por imersão-impregnação (DII)
Quadrado médio F.V. G.L. Sac 70% Sac 50% Sac 30% +
Suc 0.025% AISD
Devido à regressão 1 781.7525** 607.7855** 223.8720** 1789.436**
Independente 19 2.129218 4.0955 1.6389 5.6314
**significativo ao nível de 1% de probabilidade.
AISD: Açúcar invertido sem diluição.
Tabela 3A - Análise de regressão para ganho de sólidos (δ) dos pedaços de goiaba em função do tempo de processamento na desidratação por imersão-impregnação (DII)
Quadrado médio F.V. G.L. Sac 70% Sac 50% Sac 30% + Suc
0.025% AISD
Devido à regressão 1 32.4461** 17.1481** 21.1002** 52.0601**
Independente 19 0.9657 0.3189 0.4642 1.5113
**significativo ao nível de 1% de probabilidade.
AISD: Açúcar invertido sem diluição.
119
Tabela 4A - Análise de regressão para redução de massa (µ) dos pedaços de goiaba em função do tempo de processamento na desidratação por imersão-impregnação (DII)
Quadrado médio F.V. G.L. Sac 70% Sac 50% Sac 30% +
Suc 0.025% AISD
Devido à regressão 1 495.6718** 420.7534** 107.5131** 1307.003**
Independente 19 0.8844 4.1973 0.6223 3.6507
**significativo ao nível de 1% de probabilidade.
AISD: Açúcar invertido sem diluição.
Tabela 5A - Análise fatorial dos sólidos solúveis (ºBrix) dos pedaços de goiaba em função do tempo de processamento na DII
F.V. G.L. Quadrado médio
Bloco 2 1.523854
Tempo 7 213.9932**
Tratamento 3 224.5295**
Tempo*Tratamento 21 13.25526**
Resíduo 62 1.624284
**significativo ao nível de 1% de probabilidade.
Tabela 6A - Análise de regressão para os sólidos solúveis (ºBrix) dos pedaços de goiaba em função do tempo de processamento na DII
Quadrado médio
F.V.
G.L. Sac 70% Sac 50% Sac 30% + Suc 0.025%
A. invertido s/diluição
Devido à regressão 1 383.4211** 196.3206** 93.98715** 931.1051**
Independente 22 3.5599 2.2224 1.1248 5.6034
**significativo ao nível de 1% de probabilidade.
120
Tabela 7A - ANOVA fatorial do pH e dos teores, das perdas e dos contrastes das perdas de acidez de pedaços de goiaba in natura (IN) e depois do branqueamento (BR), desidratação por imersão-impregnação (DII) e secagem por convecção (SC)
pH Acidez
Teores Acidez Perdas
Contrastes perdas de acidez
F.V. G.L. Quadrado médio G.L Quadrado médio
F.V. G.L Quadrado médio
Etapa 3 0.0964** 20.4676** 1 2567.494** C1 1 349.6320**
Bloco 3 0.0996 1.2696 3 20.25039 C2 1 192.1558*
Tratamento 4 0.5447** 0.9360** 4 1113.671** C3 1 30.5929ns
Eta*Tra 12 0.0175ns 0.3624 4 110.9605* C4 1 1778.702**
Resíduo 57 0.0170 0.2187 27 35.40321 Res. 27 35.4032
CV (%) 3.2242 18.722 11.607
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
Tabela 8A - ANOVA fatorial dos teores de carboidratos (CHOS), proteínas, lipídios, fibras e cinzas dos pedaços de goiaba in natura (IN) e depois do branqueamento (BR), desidratação por imersão-impregnação (DII) e secagem por convecção (SC)
Quadrado médio F.V. G.L. CHOS Proteínas Lipídios Fibras Cinzas
Bloco 3 8.7052 0.1452 0.6783 4.1367 0.3448
Etapa 3 1269.979** 8.9999** 4.7789** 688.3301** 31.7613**
Tratamento 4 145.1839** 3.2886** 7.8767** 119.4710** 0.5661ns
Eta*Tra 12 17.3633* 0.0650ns 0.0419ns 9.3668* 0.6228ns
Resíduo 57 7.0287 0.1270 0.2233 4.0744 0.6704
CV (%) 3.9011 11.424 14.144 9.1449 22.402
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente. Tabela 9A - ANOVA das reduções de carboidratos, proteínas, lipídios, fibras
e cinzas dos pedaços de goiaba na desidratação por imersão-impregnação (DII)
Quadrado médio F.V. G.L Umidade CHOS Proteína Lipídios Fibras Cinzas
Tratamento 4 52.3609** 30.4883 0.1626 0.1867 23.2284* 2.2532
Resíduo 15 1.6958 17.8568 0.2119 0.5179 7.2338 1.0743
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
121
Tabela 10A - ANOVA fatorial dos teores de Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn, dos pedaços de goiaba in natura (IN) e depois do branqueamento (BR) e desidratação por imersão-impregnação (DII)
Quadrado médio teores F.V. G.L. Na K Ca Mg Zn Mn
Bloco 3 1513.931 186826.3 269.5184 429.3993 0.1926 0.0950
Etapa 2 88131.07** 5051521** 15348.85** 9207.724** 1.9075** 2.2567**
Tratamento 4 3377.148* 54466.28ns 1141.082** 850.0657** 0.1473* 0.4539**
Eta * Tra 8 281.6417ns 53210.91ns 76.0684ns 69.9845ns 0.0350ns 0.0094ns
Resíduo 42 889.6018 45010.12 129.2476 95.0397 0.0493 0.0990
CV (%) 19.734 12.271 14.780 15.614 24.564 30.968
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
Tabela 11A - ANOVA das perdas de Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn, dos pedaços de goiaba na desidratação por imersão-impregnação (IAA-DII)
Quadrado médio perdas F.V. G.L. Na K Ca Mg Zn Mn
Tratamento 4 373.0698ns 410.4415** 40.1761ns 164.6225ns 390.1504** 439.0816*
Resíduo 15 129.3357 61.0526 83.9976 90.3559 50.6205 113.0548
Cv (%) 21.470 22.069 20.948 22.885 17.673 25.358
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
Tabela 12A - ANOVA dos contrastes das perdas de Na, K, Ca, Mg, Zn e Mn, dos pedaços de goiaba na desidratação por imersão-impregnação (IAA-DII)
Quadrado médio F.V. G.L. Na K Ca Mg Zn Mn
C1 1 883.2320** 353.7155** 16.4995ns 527.8246** 607.2902** 962.8664**
C2 1 123.4376ns 38.9005ns 55.1899ns 0.0702ns 2.9378ns 156.1157ns
C3 1 21.5181ns 445.7183** 27.0326ns 85.3883ns 909.0722** 10.8537ns
C4 1 266.9047ns 1232.249** 17.7957ns 109.0583ns 90.4362ns 543.9942*
Resíduo 15 129.3357 61.0526 83.9976 90.3559 50.6205 113.0548
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
122
Tabela 13A – ANOVA fatorial dos teores de vitamina C dos pedaços de goiaba in natura (IN) e depois do branqueamento (BR) e dos teores e das perdas na desidratação por imersão-impregnação (DII), secagem por convecção (SC) e 60 dias de armazenamento a 7 e 25 oC
Teores Perdas F.V. G.L. Quadrado médio G.L. Quadrado médio
Etapa 5 375333.5** 3 15080.13**
Bloco 3 2567.001 3 149.2921
Tratamento 4 29047.14** 4 1492.007**
Eta*Tra 20 8310.778** 12 72.04142 ns
Resíduo 87 1797.611 57 70.10621
CV (%) 18.052 *, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente. Tabela 14A - ANOVA dos contrastes das perdas de vitamina C dos pedaços
de goiaba na desidratação por imersão-impregnação (DII), secagem por convecção (SC) e 60 dias de armazenamento a 7 e 25 oC
Quadrado médio F.V. G.L. DII SC 60D 7oC 60D 25oC
C1 1 - 1240.192** 132.3172ns 125.4288ns
C2 1 220.1520ns 6.3191ns 38.0155ns 14.2579ns
C3 1 789.5069** 2634.182** 1205.500** 545.7009**
C4 1 298.1745* 413.1616* 303.8848* 29.68892ns
C5 1 268.1821ns 560.2359** 40.7095ns 18.9942ns
Resíduo 57 70.10621
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
Tabela 15A - ANOVA fatorial dos parâmetros L (luminosidade), a e b (cromaticidade) e hº (tonalidade) dos pedaços de goiabas in natura (IN) e depois da imersão em solução de ácido ascórbico, desidratação por imersão-impregnação, secagem por convecção e armazenamento por 30, 60 e 90 dias a 7 ºC
Quadrado médio F.V. G.L. L a b h
Bloco 3 26.2338 6.6200 4.0232 29.93343
Etapa 6 175.0991** 264.1540** 35.0047** 416.0877**
Tratamento 4 38.1393** 26.3763** 10.7664** 147.4645**
Eta*Tra 24 32.7754** 4.6134ns 9.8691** 19.62345ns
Resíduo 102 7.3570 3.6954 1.8586 11.1807
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
123
Tabela 16A - ANOVA dos contrastes dos parâmetros L (luminosidade), a e b (cromaticidade) e hº (tonalidade) dos pedaços de goiabas do início do processo até o final 90 dias de armazenamento a 7 ºC
Quadrado médio F.V. G.L. L a b h
C1 1 758.9806** 23.25597* 205.0689** 871.1992**
C2 1 21.64182ns 66.72686** 6.060503ns 446.9063**
C3 1 26.84130ns 5.338287ns 35.98414** 103.9588**
C4 1 0.39111ns 24.8178** 0.1522571ns 21.37786ns
C5 1 83.37480** 0.002716ns 0.3745786ns 1.750179ns
Resíduo 102 7.357039 3.695422 1.858567 11.18068
*, **significativos aos níveis de 5 e de 1% de probabilidade, respectivamente.
Tabela 17A - ANOVA da análise sensorial dos pedaços de goiabas depois da secagem por convecção
Quadrado médio Fontes de variação G.L.
Aroma Aparência Sabor Textura
Tratamento 4 21.90519 ** 125.8273** 189.7766** 141.1662**
Resíduo 380 2.360971 2.555776 2.317703 2.325222
C.V. (%) 24.69 27.007 26.678 25.603
**significativo ao nível de probabilidade.
